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COD新的测试分析方法

日期:2019-07-23 11:12
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摘要:研究现状及展望 传统的COD采用酸性介质下的回流2h的方法,耗费时间比较长。为此,开展的研究工作有:密封消解发、快速开管消解法、新型催化剂、微波消解法、声化学消解法、光催化消解法等。 1. 微波消解法 从上世纪末,微波技术已经进入家庭电器,同时在化学领域的有机合成和氧化消解中发挥了巨大的作用。在COD测定的水样氧化消解中,这一技术也得以应用。微波消解是湿法消解的延伸,由于酸的使用量少,消解时间短,受到广大分析工作者的青睐。在微波的作用下,消解液破坏样品中的矿物质和有机物质,使待测组分能够由初始...
研究现状及展望

传统的COD采用酸性介质下的回流2h的方法,耗费时间比较长。为此,开展的研究工作有:密封消解发、快速开管消解法、新型催化剂、微波消解法、声化学消解法、光催化消解法等。

1.  微波消解法

从上世纪末,微波技术已经进入家庭电器,同时在化学领域的有机合成和氧化消解中发挥了巨大的作用。在COD测定的水样氧化消解中,这一技术也得以应用。微波消解是湿法消解的延伸,由于酸的使用量少,消解时间短,受到广大分析工作者的青睐。在微波的作用下,消解液破坏样品中的矿物质和有机物质,使待测组分能够由初始状态转变为无机离子*高价态或较高价态进行测定。此方法已应用于废水中COD的测定。

这方面的进展有微波消解无汞盐光度法测定COD;微波消解光度法快速测定COD;无需使用催化剂硫酸银和氯离子掩蔽剂硫酸汞的微波消解法;以氧化铒为催化剂微波消解测定生活污水的COD等。Ramon采用聚焦微波加热常压下快速消解测定COD。与传统的回流法相比,微波消解的时间大大缩短,同时消解过程中无需回流冷却水,耗电量较少,试剂用量也大为降低,一次可完成十多个样品的消解(传统回流法采用六联电炉一次只能消解6个样品,实验室占地面积大),这样也减轻了重金属离子(Cr3+、Cr6+、Ag+、Hg2+)所造成的二次污染。

2.  新型催化剂

传统的COD测定法中采用了Ag2SO4作为催化剂,有机物中含羟基的化合物在强酸性介质中首先被重铬酸钾氧化羧酸。这时,生成的脂肪酸与硫酸银作用生成脂肪酸银,由于银原子的作用,使羧基易断裂而生成二氧化碳和水,并进一步生成新的脂肪酸银,其碳原子要较前者少一个。如此循环重复,逐步使有机物全部氧化成二氧化碳和水。有研究以MnSO4Ce(SO4)2组成的复合催化剂替代Ag2SO4。

3.  光催化氧化

化学氧化法一般都在强酸或强碱介质下进行消解,消耗一定量的化学试剂,会造成二次污染。21世纪的分析领域提倡无污染或少污染的绿色分析方法。采用紫外光进行氧化消解快速、高效。近几年来,半导体的纳米材料作为催化剂进入分析领域已引起人们的广泛关注。当用能量半导体禁带宽度(3.2eV)的光照射半导体时,可使半导体表面吸附的羟基或水氧化生成具有强氧化能力的羟基自由基(OH),从而使得水中的有机物质氧化分解。艾仕云等研究提出纳米ZnOKMnO4的协同氧化体系,以此建立了测定COD的方法。另外,又使用了纳米TiO2-K2Cr2O7光催化体系测定COD,通过光催化还原K2Cr2O7生成的Cr3+浓度的变化,便可得到COD的浓度值。不过此反应需要恒温搅拌,反应液需要离心过滤,操作较为繁琐,不能应用于在线分析。

4.  声化学消解法

超声波消解方便,设备简单,且不受污染物种类及浓度的限制。采用超声波消解时,超声波辐射频率和声强是两个重要的影响因素。实验表明,超声波辐射标准水样30min时,低频(20kHz)和适当高的声强(80W/cm2)有利于水样的完全消解。有人使用了自制的声化学消解反应器对不同水样进行了声化学消解试验,提供了效率,减少了化学试剂的用量,COD的测定范围在150mg/L2000 mg/L,标准偏差小于6.5%,加标回收率在96%~120%。

5.  密封消解法  

传统的COD测定采用回流法,连接在反应锥形瓶上方的冷凝管是开放式的,这样会使有些低沸点的有机物从开管处逸出,使得测定数据偏低,同时残存的未被络合的氯离子会被重铬酸钾氧化成为氯气,从开管处逸出,使得实验室空气环境质量恶化。采用密封消解法  会使得密封体系内带压,提供氧化效率,防止氯气逸出。

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