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總有機碳分析儀的方法原理
總有機碳(TOC)由專用儀器——總有機碳分析儀(以下簡稱TOC分析儀)測定。
TOC分析儀是將水溶液中的總有機碳氧化成二氧化碳并測定其含量。利用二氧化碳與總有機碳的對應關系定量測定水溶液中的總有機碳。
市面上常見的TOC分析儀有兩個基本功能:
一、將水中的總有機碳充分氧化生成二氧化碳CO2;
其次,測試新產生的CO2。不同品牌和型號TOC分析儀的區(qū)別在于這兩個基本功能的實現(xiàn)方式。
常用的氧化技術有:燃燒氧化、紫外線氧化和超臨界氧化;
CO2的檢測方法分為:非色散紅外檢測、直接電導檢測和選擇性薄膜電導檢測。
燃燒氧化-非分散紅外吸收法的優(yōu)點是只需一次轉換,工藝簡單,重現(xiàn)性好,靈敏度高。催化劑和載氣。
TOC分析儀主要由以下部分組成:進樣口、無機碳反應器、有機碳氧化反應器(或總碳氧化反應器)、氣液分離器、非光譜紅外CO2分析儀、數(shù)據(jù)處理部分。燃燒氧化-非分散紅外吸收法根據(jù)測量TOC值的原理不同可分為減法和直接法兩種。
⒈減法測定TOC值的方法原理 將水樣分別注入高溫燃燒管(900℃)和低溫反應管(150℃)。通過高溫燃燒管的水樣在高溫下被催化氧化,使有機化合物和無機碳酸鹽都轉化為二氧化碳。將反應管中的水樣酸化,將無機碳酸鹽分解成二氧化碳,生成的二氧化碳依次導入非分散紅外檢測器,測定反應管中的總碳(TC)和無機碳(IC)。總碳和無機碳之間的差異是總有機碳(TOC)。
⒉直接法測定TOC值的方法原理 水樣酸化后,進行曝氣,分解各種碳酸鹽形成二氧化除去碳后,注入高溫燃燒管,可直接測定總有機碳。但由于曝氣過程中水樣中揮發(fā)性有機物的損失,會出現(xiàn)測量誤差,所以測量結果只是不能吹出的有機碳值。 TOC電導檢測技術可以測量液態(tài)CO2。
業(yè)界使用的電導率檢測技術主要有兩種:一種是直接電導法,另一種是薄膜電導率檢測法(又稱選擇性電導法)。采用兩種電導法的TOC分析儀校準結果非常穩(wěn)定,檢測精度高。
兩種技術的主要區(qū)別在于直接電導法更容易受到雜酸、鹵代有機物等的干擾,而薄膜電導檢測技術具有更好的抗干擾性。薄膜電導率檢測方法是 GE TOC 分析儀z常用的檢測方法。 TOC分析儀使用的膜可以防止雜質離子通過,保證只檢測到CO2的含量,使TOC讀數(shù)更準確。
⒈試劑制備
⑴鄰苯二甲酸氫鉀(KHC8H4O4):基準試劑
②無水碳酸鈉:基準試劑
⑶碳酸氫鈉:基準試劑
⑷不含二氧化碳的蒸餾水。
⒉標準儲備液的制備
1 有機碳標準儲備液:干燥后稱取適量KHC8H4O4,用水稀釋,一般儲備液濃度為400mg/L碳。
2 無機碳標準儲備液:干燥后稱取適量碳酸鈉和碳酸氫鈉,用水稀釋。通常,儲備溶液的濃度為 400 mg/L 無機碳。
⒊有機碳標準溶液和無機碳標準溶液是通過根據(jù)需要稀釋各自的儲備溶液來制備的。
⒋校準曲線的繪制 將標準溶液逐級稀釋成不同濃度的有機碳和無機碳標準系列溶液,分別注入燃燒管和反應管,在記錄儀上測量吸收峰高度,得到相應濃度繪制并繪制校準曲線。
⒌水樣測定 取適量水樣注入TOC儀測定。得到的峰高可從標準曲線上讀出,并讀出相應的濃度,或儀器自動計算結果。
⒍ 計算差減法:總有機碳(mg/L)=總碳-無機碳 直接法:總有機碳(mg/L) = 總碳