论文部分内容阅读
随着环境污染的日益严重，环境部门对环境监测力度不断加大，其中监测设备的高科技化是现代化监测的标志。水质污染是环境污染的一大方面，因而水质监测的指标也受到了相应的重视。化学需氧量（COD）作为污水有机物污染的综合指标，是水质监测的一个重要参数，及时掌握和控制污水的化学需氧量，对于污水的治理有重要的意义，测定废水COD的方法主要有重铬酸钾氧化法(CODCr)和高锰酸钾指数法(CODMn)，这些方法用时长，操作繁琐，且有二次污染等问题。近几年来，半导体纳米材料的应用受到了关注，尤其是作为催化剂消除水中有机污染物的方法已引起了人们的广泛关注，在光或电激发下，可使半导体表面吸附的羟基（或水）氧化生成强氧化能力的羟基自由基（·OH），而使水中的有机污染物分解为CO2、H2O或其它无机物。由于纳米半导体光催化能将所有的有机物深度氧化，无污染。近年来，纳米半导体光催化引起了分析家们的注意，在环境监测及其它有机物氧化测定中已经显示出广阔的应用前景。 本论文探讨了半导体纳米材料光催化机理，研究了几种纳米半导体氧化物和无机氧化物共存体系光催化测定COD值的方法和条件，在上述基础上开发研制了一种以光度分析为检测手段的COD快速光分析仪。所研究的方法和研制的仪器具有灵敏度高、线性范围宽，单样分析时间短、操作简单等特点，且与COD标准分析法比对具有好的相关性，能够实现对污水COD的快速检测，为水质分析提供了有效的手段。 第一章 本部分对纳米材料的发展，纳米半导体氧化物的光催化反应机理和半导体光催化的应用，COD测定方法和分析仪器的研究现状等四个方面进行了阐述，对当前所研究领域的进展作了详细的概括和综述。摘要 第二章研究了Cr（VI）在纳米Ti认一有机物体系中的光催化还原效果，考察了起始浓度、pH值、催化剂投加量、温度、共存有机物等因素对Cr（VI）光解速率的影响。揭示了Cr（VI）多相光催化还原反应的特点，反应过程符合一级动力学规律，酸性条件最有利于Cr（VI）的还原，在低光强下增加温度可以适当提高Cr（VI）的还原速率，催化剂的投加量存在最佳值。溶液中有机物的存在可以作为光生空穴的捕获剂而提高Cr（VI）的光催化还原效率。 第三章本章首次提出了一种用纳米Ti众一KZCrZ认共存体系光催化氧化测定化学需氧最的方法，并以葡萄糖为标准物质，优化了测定条件。其测定原理是基于光催化氧化有机物的同时相应的KZC几认被纳米Ti众表面的光生电子还原为cr（IH），根据Cr（1 11）浓度的变化来定量确定体系中化学需氧量（C0D）。该方法操作条件温和，能实现快速、准确的测定，与COD标准分析法有较好的一致性。 第四章本章提出了一种用纳米zn于栩n氏协同体系光催化测定化学需氧量的新方法。其测定原理是基于KMn氏能获得光生电子，提高纳米zno光催化氧化能力。以葡萄糖为标准物质探讨了用本方法测定地表水低值COD的最佳反应条件。 第五章COD是水质监测的一个重要参数，它综合反映了水体有机物和可氧化无机物的污染情况。目前国内外的C的分析仪器多采用重铬酸钾消解一氧化还原滴定法、重铬酸钾消解一库仑滴定法、重铬酸钾消解一分光光度法，上述方法均采用大量的浓硫酸和高浓度的重铬酸钾及有毒的硫酸汞，且要进行高温消解，测定时间长（一般要2小时），操作过于繁琐，测量准确度差。本文根据纳米氧化物光催化原理，开发研制了一种以光度分析为检测手段的Con快速光分析仪。本仪器的单样检测时间短，操作简单，测量精密度高，与COD标准分析法比对具有较好的一致性，大大降低了对环境的二次污染，能够实现COD的快速分析。华东师范大学申请硕士学位论文