COD的快速测定方法研究

摘要

水质污染是环境污染的一个重要方面，为了监测水质和防治水污染，需要及时地检测水体的化学需氧量(COD)。COD的国标检测法为重铬酸盐法，该法分析时间长、操作繁琐、需使用昂贵和有毒的试剂。因此研究一种简便快速而又准确无污染的COD测定方法成为了一门重要的研究课题，本文进行了以下研究:
　　(1)采用阳极氧化的方法在钛基体上制得TiO2纳米管，通过氧化铜的掺杂对其进行改性。基于其光催化氧化机理，结合分光光度法，建立了CuO/TiO2-K2Cr2O7协同光催化氧化体系，用以简便测定水样COD值，并且探讨了其最佳反应条件。结果表明，电沉积时间200 s，煅烧温度450℃，K2Cr2O7初始浓度0.02 mol/L，pH=1.0，反应温度60℃，反应时间15 min为最佳实验条件。COD在10～300 mg/L范围内与吸光度变化值呈较好的线性关系，其用于实际水样的测定效果良好，相对误差在5％以内。
　　(2)采用聚合物物前驱体法和恒流电沉积法制备了一种Ti/SnO2-Sb2O3/PbO2电极，并对材料进行电化学性能测试。以该电极作为工作电极，采用三电极体系，运用线性扫描伏安法对不同水样进行测定，并确定了响应电流与COD值之间的线性关系。研究表明表面层的最佳实验条件为沉积时间60 min，电解液0.1 mol/L Na2SO4溶液，再生时间4 min，测定电位1.35 V。COD在20～140mg/L范围内与峰电流值呈较好的线性关系，该法用于实际水样的测定，相对误差在10％以内，效果较好。
　　(3)分别用重铬酸钾法和高锰酸钾法对不同种类的COD标准液和水样进行测定，并探讨了两者之间的相关性。结果表明，对于不同种类的有机物，两种方法的氧化率差别较大。在实际水样的测定中，对于污染程度较高的工业废水，CODMn和CODCr值之间的线性关系较弱，不能通过CODMn反应废水真实的化学耗氧量。而对于污染程度低且污染种类固定的地表水，CODMn和CODCr值之间存在较好的线性关系，可根据标准曲线和CODMn值推算水体的化学需氧量。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 引言

1．2 两种传统方法的比较

1．3 传统方法的改进

1．4 新型快速测定方法

1．4．1 电化学方法

1．4．2 光催化法

1．4．3 分光光度法

1．4．4 连续流动分析法

1．5 TiO2光催化剂及其改性

1．5．1 TiO2光催化原理

1．5．2 二氧化钛改性掺杂

1．5．3 二氧化钛纳米管

1．5．4 CuO／TiO2半导体复合材料

1．6 PbO2电极材料及COD的电化学测定

1．6．1 三电极体系

1．6．2 二氧化铅电极材料

1．6．3 新型PbO2电极

2 CuO修饰TiO2纳米管的制备及用于COD的测定

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 试剂与仪器

2．2．2 钛基TiO2纳米管的制备

2．2．3 CuO／TiO2纳米管／Ti基薄膜的制备

2．2．4 CuO／TiO2纳米管用于COD的测定

2．3 结果与讨论

2．3．1 TiO2纳米管阵列的形貌表征

2．3．2 X射线结构分析(XRD)

2．3．3 紫外可见吸收光谱分析

2．3．4 CuO／TiO2纳米管的制备条件对催化性能的影响

2．3．5 掺铜二氧化钛纳米管光催化活性检验

2．3．6 测定条件优化

2．3．7 标准曲线

2．3．8 氯离子的干扰

2．3．9 实际水样的测定

2．4 结论

3 Ti／SnO2-Sb2O3／PbO2电极的制备及用于COD的测定

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 仪器与试剂

3．2．2 电极的制备

3．2．3 电极材料表征

3．2．4 Ti／SnO2-Sb2O3／PbO2电极用于COD的测定

3．3 结果与讨论

3．3．1 表面形貌分析

3．3．2 电化学性能分析

3．3．3 测定条件优化

3．3．4 线性范围及标准曲线

3．3．5 不同有机物的测定结果对比

3．3．6 方法重现性

3．3．7 实际水样的测定

3．4 小结

4 不同水体高锰酸钾指数与重铬酸钾指数相关性探讨

4．1 引言

4．2 CODMn和CODCr的线性分析和显著性检验

4．2．1 CODMn和CODCr的一元线性回归方程

4．2．2 CODMn和CODCr的相关程度检

4．2．3 回归直线方程的相关显著性检验(F检验法)

4．3 实验部分

4．3．1 仪器与试剂

4．3．2 高锰酸钾法

4．3．3 重铬酸钾法

4．4 结果与讨论

4．4．1 两种方法对不同有机物的氧化率比较

4．4．2 不同工业废水的CODMn与CODCr比较

4．4．3 某井水的CODMn与CODCr比较

4．4．4 某池塘水的CODMn与CODCr比较

4．4．5 湘江水的CODMn与CODCr比较

4．4．6 三水系综合线性回归分析

4．4．7 误差分析

4．5 小结

结论与展望

参考文献

攻读学位期间主要的研究成果

致谢