[發明專利]改進的水分析

無效

• 申請號: 200780047231.6
• 申請日: 2007-12-21
• 公開（公告）號: CN101563602A
• 公開（公告）日: 2009-10-21
• 發明（設計）人: 趙惠軍;S·張
• 申請（專利權）人: 水體檢測有限公司
• 主分類號: G01N33/18
• 分類號: G01N33/18;G01N27/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 鄔少俊;王 英

技術領域

本發明涉及一種使用光電化學電池確定水的確定需氧量的新方法。具體地，本發明涉及一種使用二氧化鈦納米顆粒半導體電極來確定水樣品的化學需氧量的改進的直接光電化學方法。該方法尤其適于在探測器結構中使用。

背景技術

幾乎所有的家庭和工業廢棄污水都包括有機化合物，這些有機化合物能夠在排泄污水的排水溝中引起有害的氧損耗(或需求)。這樣的需求很大程度上是因為自然存在的微生物對有機化合物的氧化生物降解。這些微生物利用有機材料作為食物來源。在這個過程中，有機碳被氧化成二氧化碳，而氧被消耗并變成水。

之前，已經在專利說明書WO?2004088305中公開了基于光電化學降解原理的需氧量化驗，其中所述測量基于徹底降解原理。

本發明的目的是開發一種基于不徹底降解原理的分析器。本發明的另一目的是開發一種探測器型COD分析器。

發明內容

為此，本發明提供了一種確定水樣品的化學需氧量(COD)的方法，包括以下步驟：

a)將恒定的電勢偏置施加到光電化學電池，所述光電化學電池具有光敏工作電極和反電極，并包括支持電解質溶液；

b)使用光源照射所述工作電極并記錄所述支持電解質溶液在工作電極上產生的背景光電流；

c)將待分析的水樣品添加到所述光電化學電池中；

d)使用光源照射所述工作電極并記錄利用樣品產生的穩態光電流；

e)利用以下公式確定水樣品的化學需氧量：

[COD]=δFAD×8000iss]]>

其中，δ是能斯托(Nernst)擴散層厚度，D是擴散系數，A是電極面積，F是法拉第常數，以及i_ss是穩態光電流。

光電極上的光的強度影響儀器的線性范圍。然而，將光強度增加到過高的值可能由于光源或電極的光腐蝕而導致儀器的穩定性問題。優選的光強度在3-10W/cm²范圍內，其中值為6-7W/cm²是優選的。

溶液PH也影響信號，且范圍為3-10的工作PH值是優選的。

可以通過暴露至UV光來恢復工作電極并使其具有有益的工作壽命。除了反電極之外，優選地，還可以使用參考電極。

本發明的方法尤其適用于分析器，所述分析器用作用于在不連續偏壓下現場檢測水樣品的探測器。

另一方面，本發明提供了一種用于確定水質的探測器，其包括：

a)包括光敏工作電極、反電極和可選的參考電極的電化學電池；

b)支持電解質溶液腔；

c)照射所述工作電極的光源；

d)向所述電池提供大量樣品的樣品收集裝置；

e)控制裝置，用于

i)激發所述光源并記錄所述支持電解質溶液在所述工作電極上產生的背景光電流；

ii)把待分析的水樣品添加到所述光電化學電池；

ii)激發所述光源并記錄利用所述樣品產生的穩態光電流；

iv)利用以下公式確定所述水樣品的化學需氧量：

[COD]=δFAD×8000iss]]>

其中，δ是能斯托擴散層厚度，D是擴散系數，A是電極面積，F是法拉第常數，以及i_ss是穩態光電流。

附圖說明

圖1是用在本發明中的光電化學電池的示意圖；

圖2是0.1M的NaClO₄空白溶液的典型的光電響應；

圖3A示出了凈穩態電流(i_ss)和有機化合物的摩爾濃度之間的數量關系；

圖3B示出了凈穩態電流(mA)和nFADC之間的數量關系；