[發明專利]采用化學發光試劑檢測水中微量超氧根離子自由基濃度的裝置及方法

在審

• 申請號: 202010919019.1
• 申請日: 2020-09-04
• 公開（公告）號: CN112268895A
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 黃和;馬建中;蘇翔峰;賈利;朱宇軍
• 申請（專利權）人: 中國能源建設集團安徽省電力設計院有限公司
• 主分類號: G01N21/76
• 分類號: G01N21/76
• 代理公司: 合肥國和專利代理事務所(普通合伙) 34131
• 代理人: 張祥騫

本發明涉及采用化學發光試劑檢測水中微量超氧根離子自由基濃度的裝置及方法。該裝置包括待測水體容器瓶、化學發光試劑容器瓶、蠕動泵、螺旋發光管、光子計數器、計算機和廢液瓶。待測水體容器瓶和化學發光試劑容器瓶分別通過蠕動泵與螺旋發光管的液體入口端相連通。光子計數器設置在螺旋發光管的一側，用于記錄螺旋發光管中的光信號。光子計數器與計算機相連。廢液瓶與螺旋發光管的液體出口端相連。化學發光試劑容器瓶內盛有化學發光試劑溶液。本發明采用化學發光試劑與含有超氧根離子的待測水體溶液進行反應產生光信號，根據光信號的動力學軌跡進行一級衰減擬合推出待測水體中的超氧根離子的濃度。

技術領域

本發明涉及水處理技術領域，具體涉及一種采用化學發光試劑檢測水中微量超氧根離子自由基濃度的裝置及方法。

背景技術

近年來高級氧化技術被廣泛用于水處理領域中，該技術利用產生的活性氧物種氧化水體中的污染物，以達到凈化水質的目的。超氧根離子自由基(O₂^·-)由于其還原性質，成為水環境中一種重要的活性氧物種。氧氣通過接受電子供體的激發態電子形成超氧根離子。超氧根離子也可以與氫離子結合以氫過氧自由基(HO₂^·)的形式存在，其酸度系數pKa為4.48。由于孤對電子的存在，超氧根離子在水中很不穩定會通過自耦合的方式衰減，也可與HO₂^·發生歧化反應生成雙氧水和氧氣。

HO₂^·+HO₂^·→H₂O₂+O₂ (1)

HO₂^·+O₂^·-+H⁺→H₂O₂+O₂ (2)

這一過程是高級氧化技術中其它活性氧物種的主要來源。例如生成的雙氧水在水溶液中存在的微量鐵離子作用下通過芬頓反應導致強氧化性的羥基自由基生成。

現有超氧根離子的檢測方法有以下幾種：超氧化酶測定法、熒光法、化學發光法及電子順磁捕獲。雖然電子順磁方法對自由基測定具有定性定量的高靈敏優勢，但是復雜和昂貴的設備裝置使其無法應用于環境水體的檢測過程中。超氧化酶和熒光法則具有試劑難保存的缺陷。化學發光法因其靈敏度高、操作簡單而成為環境水體中微量超氧根離子檢測首選，但現有的發光試劑光澤精、魯米諾等則存在易受金屬離子干擾及選擇性較差等問題。

因此，實現一種采用更為靈敏和可靠的化學發光試劑定量地檢測水體中超氧根離子的濃度的裝置及方法，對于深入理解高級氧化技術的去除機理和提高去除效率都有著十分重要的價值。

發明內容

本發明的目的在于提供一種采用化學發光試劑檢測水中微量超氧根離子自由基濃度的裝置及方法，該裝置和方法能夠定量檢測水體中的超氧根離子濃度。

為實現上述目的，本發明采用了以下技術方案：

采用化學發光試劑檢測水中微量超氧根離子自由基濃度的裝置，包括待測水體容器瓶、化學發光試劑容器瓶、蠕動泵、螺旋發光管、光子計數器、計算機和廢液瓶。所述待測水體容器瓶和化學發光試劑容器瓶分別通過蠕動泵與螺旋發光管的液體入口端相連通。所述光子計數器設置在螺旋發光管的一側，用于記錄螺旋發光管中的光信號。所述光子計數器通過USB數據線與計算機相連。所述廢液瓶與螺旋發光管的液體出口端相連。所述化學發光試劑容器瓶內盛有化學發光試劑溶液。