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總有機碳分析儀的工作原理和測量方法

更新時間:2018-10-16   點擊次數(shù):2827次
  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??傆袡C碳分析儀,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行定量測定。
  市面上常見的總有機碳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。
  總有機碳分析儀的紫外線氧化法
  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。
  總有機碳分析儀的燃燒氧化法
  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,體積大及預(yù)熱時間長,必須使用酸、催化劑和載氣。
  總有機碳分析儀主要由以下幾個部分構(gòu)成:進樣口、無機碳反應(yīng)器、有機碳氧化反應(yīng)器(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。
  1、總有機碳分析儀差減法測定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)。總碳與無機碳之差值,即為總有機碳(TOC)。
  2、總有機碳分析儀直接法測定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。
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