總有機碳分析儀原理和方法

下面針對TOC儀器的測定原理、TOC分析方法及分析的步驟進(jìn)行介紹。

測定原理

總有機碳（TOC），由專門的儀器——總有機碳分析儀（以下簡稱TOC分析儀）來測定。TOC分析儀，是將水溶液中的總有機碳氧化為二氧化碳，并且測定其含量。利用二氧化碳與總有機碳之間碳含量的對應(yīng)關(guān)系，從而對水溶液中總有機碳進(jìn)行定量測定。

市面上常見的TOC分析儀都有兩大基本功能：*，首先將水中的總有機碳充分氧化，生成二氧化碳CO2；第二，測試新產(chǎn)生的CO2.不同品牌和型號的TOC分析儀的區(qū)別在于實現(xiàn)這兩大基本功能的方法不同。常用的氧化技術(shù)有：燃燒氧化法、紫外線氧化法以及超臨界氧化法；而對CO2的檢測方法又分：非分散紅外線檢測，直接電導(dǎo)率檢測以及選擇性薄膜電導(dǎo)率檢測。

紫外線氧化法

使用UV燈照射待測水樣，水會分解成羥基和氫基，羥基和氧化物結(jié)合會生成CO2和水，然后檢測新生成的CO2即可計算出總有機碳含量。在使用紫外線氧化法時，通過添加二氧化鈦，過硫酸鹽等可以提高氧化能力。紫外線氧化法的優(yōu)點是氧化效率高，保養(yǎng)簡單，缺點是UV燈管需要定期更換。

燃燒氧化法

其中燃燒氧化—非分散紅外吸收法優(yōu)勢是只需一次性轉(zhuǎn)化，流程簡單、重現(xiàn)性好、靈敏度高，缺點是探測器需頻繁校準(zhǔn)，體積大及預(yù)熱時間長，必須使用酸、催化劑和載氣。

TOC分析儀主要由以下幾個部分構(gòu)成：進(jìn)樣口、無機碳反應(yīng)器、有機碳氧化反應(yīng)（或是總碳氧化反應(yīng)器）、氣液分離器、非分光紅外CO2分析器、數(shù)據(jù)處理部分。

燃燒氧化—非分散紅外吸收法，按測定TOC值的不同原理又可分為差減法和直接法兩種。

⒈差減法測定TOC值的方法原理

水樣分別被注入高溫燃燒管（900℃）和低溫反應(yīng)管（150℃）中。經(jīng)高溫燃燒管的水樣受高溫催化氧化，使有機化合物和無機碳酸鹽均轉(zhuǎn)化成為二氧化碳。經(jīng)反應(yīng)管的水樣受酸化而使無機碳酸鹽分解成為二氧化碳，其所生成的二氧化碳依次導(dǎo)入非分散紅外檢測器，從而分別測得水中的總碳（TC）和無機碳（IC）?？偺寂c無機碳之差值，即為總有機碳（TOC）。

⒉直接法測定TOC值的方法原理

將水樣酸化后曝氣，使各種碳酸鹽分解生成二氧化碳而驅(qū)除后，再注入高溫燃燒管中，可直接測定總有機碳。但由于在曝氣過程中會造成水樣中揮發(fā)性有機物的損失而產(chǎn)生測定誤差，因此其測定結(jié)果只是不可吹出的有機碳值。

超臨界水氧化法

超零界水氧化（Supercritical Water Oxidation — SCWO）技術(shù)原先被用于處理大體積廢水、污泥和被污染

超臨界氧化法

過的土壤。GE是將這種技術(shù)運用于商業(yè)實驗室TOC分析儀的公司，當(dāng)溫度和壓力高于水的臨界點（375°C和3,200psi）時，有機廢物迅速被水中的氧化劑*氧化。超臨界水的特性均可以使有機碳極、快速地氧化為二氧化碳，即便存在使用非超臨界氧化方式時會造成負(fù)干擾的氯化物及其他無機物也無妨。而且使用SCWO技術(shù)的TOC分析儀對維護和校準(zhǔn)的要求也不高。超臨界水氧化法的優(yōu)點在于氧化*迅速，可以耐受高鹽份化合物；缺點是不能檢測低TOC濃度的水樣。

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