一种水体化学需氧量快速测定装置，属于化学分析仪器，解决现有的光催化ＣＯＤ测定装置采用粉末ＴｉＯ２和附着于反应器壁的ＴｉＯ２薄膜做为催化剂，粉末ＴｉＯ２易凝聚、难分离、易失活且回收困难，而附着于反应器壁的ＴｉＯ２薄膜不可再生和更换，以及紫外灯置于样品中增加样品测定所需体积的问题。本发明专利技术包括光催化反应器、加热装置、光催化反应器密封件、光催化体、搅拌装置、紫外光源和紫外可见分光光度计，光催化反应器置于加热装置上，搅拌装置带动光催化体对光催化反应器内的样品进行搅拌，紫外光源置于光催化反应器四周。本发明专利技术能够促进光催化反应的快速进行，有效解决催化剂重复利用和更换的问题，用于水体化学需氧量测定。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种水体化学需氧量快速测定装置，属于化学分析仪器。
技术介绍
化学需氧量(COD)反映了水体受还原性物质污染的程度，作为评价水体污染的重 要指标之一，是水质检测分析中最常测定的项目。目前，测定COD多采用重铬酸钾回流法， 该方法测定结果准确可靠、重现性好，但操作烦杂，分析时间长，对操作者实验技能要求高， 难于满足环境监测及实验室分析大量水样的要求。同时，该方法需要消耗大量浓硫酸以及 价格昂贵的硫酸银，分析成本高且造成环境二次污染。近年来，光催化降解有机物的高级氧化技术引起了人们的极大关注，并将此技术 应用于COD测定。当受到能量大于带隙宽度的紫外光照时，TiO2价带上的电子会越过禁带 跃迁到导带上，在半导体的导带和禁带上分别形成光生电子与空穴对(e_，h+)。光生空穴 与水反应生成羟基，空穴与羟基自由基都有很强的得电子能力，具有强氧化性，几乎能够催 化、降解、矿化所有的有机污染物。但是光生电子与光生空穴也容易复合，使光催化氧化有 机物的量子效率下降。当反应体系中存在K2Cr2O7时，它可以作为电子俘获剂，抑制电子和 空穴的复合，提高光催化氧化有机物的效率。研究表明，K2Cr2O7光催化还原和有机物的光催 化氧化是协同进行的，因此可以由光催化还原K2Cr2O7而产生的Cr (III)的量的变化来定量 计算水样的COD。现有的光催化COD测定装置主要采用粉末TiO2和附着于反应器壁的TiO2 薄膜作为催化剂。粉末TiO2易凝聚、难分离、易失活且回收困难，而附着于反应器壁的TiO2 薄膜不可再生和更换，同时内置紫外灯造成反应器体积过大，所需样品量增加。因此，选择适当形态的催化剂和反应装置，促进光催化反应的快速进行，有效解决 催化剂重复利用和更换的问题是该项技术能够实际应用的关键。
技术实现思路
本专利技术的目的是为解决现有的光催化COD测定装置采用粉末TiO2和附着于反应 器壁的TiO2薄膜做为催化剂，粉末TiO2易凝聚、难分离、易失活且回收困难，而附着于反应 器壁的TiO2薄膜不可再生和更换，以及紫外灯置于样品中增加样品测定所需体积的问题， 提供了 一种水体化学需氧量快速测定装置。本专利技术是通过下述方案予以实现的一种水体化学需氧量快速测定装置，它包括 光催化反应器、加热装置、光催化反应器密封件、光催化体、搅拌装置、紫外光源和紫外可见 分光光度计，光催化反应器的底部与加热装置的加热面的上表面相接触，光催化反应器的 顶端开口处与光催化反应器密封件底部相扣合，光催化反应器密封件的中心固定有可转动 杆，可转动杆的下端固定有光催化体，光催化体置于光催化反应器内，搅拌装置位于光催化 反应器密封件的正上方，搅拌装置的转动连杆与光催化反应器密封件的可转动杆的上端相 连，紫外光源置于光催化反应器四周，光催化反应器的下端开有出样口，光催化反应器的出 样口与紫外可见分光光度计的入样口相连。使用本专利技术所述的一种水体化学需氧量快速测定装置来测试待测样品时，首先， 将待测样品灌注到光催化反应器中，开启加热装置，开启搅拌装置，开启紫外光源；待测样 品在光催化反应器中进行光催化氧化反应分钟；之后，将反应后的待测样品经光催化反 应器的出样口流入到紫外可见分光光度计进行测定，所述的紫外可见分光光度计具有自 动进样和自动反冲洗功能，紫外可见分光光度计通过测定由光催化还原K2Cr2O7而产生的 Cr (III)的量的变化来定量计算水样的COD。本专利技术中所用药品均为分析纯，水为去离子水；采用重铬酸钾作为药品，配制摩尔 浓度为0. 2mol/L的重铬酸钾溶液；模拟水样采用葡萄糖标准溶液(COD值为10000mg/L)稀 释20倍使用，所述模拟水样按照国际标准IS06066- (E)法测定，其COD值为502. 9 (mg/ L)。待测水样采用所述模拟水样，将其PH值调至0.5;在紫外可见分光光度计9的 波长为eiOnm处测定模拟水样和重铬酸钾溶液的混合液，该混合液中Cr (III)的吸光度 A=O. 2579 ；将Cr (III)的吸光度A值带入公式C0D=2500A_145. 5中，计算得到上述模拟水样 的 C0D=2500X0. 2579-145. 5=499. 3 (mg/L)。用本专利技术所述装置测得的结果与国际标准IS06066- (E)法测得的结果相比，偏差 为-0. 72%。本专利技术具有如下有益效果一、测定快速，经济实用。相对于传统的重铬酸钾回流法，本专利技术装置大大缩短了COD 测定所需时间，且无硫酸银药剂的加入，节约了成本，避免对环境的污染；二、光催化体催化性能高，可重复利用。相对于粉末状催化剂光催化反应，本专利技术所使 用的催化剂体在样品测定时无需离心分离，可重复使用。并且采用独立的薄膜催化剂作为 光催化体解决了传统的附着于反应器内壁的薄膜催化剂不可更换的问题；三、装置体积小，所需样品量少。由于光催化体置于光催化反应器中心，紫外光源置于 光催化反应器外四周，从而在保证光催化效果的同时大大减小了光催化反应器的体积，样 品测定时所需的量也就相应减少；另外由于紫外光源位于待测水体外，不影响紫外光源的 使用寿命，紫外光源外壁无需进行定期清洗；四、结构简单，安全可靠。光催化体在搅拌装置的带动下可起到搅拌溶液的作用，无需 再外加搅拌转子或搅拌桨。反应对温度要求较低，避免了高温操作中潜在的危险。附图说明图1是具体实施方式一中所述的一种水体化学需氧量快速测定装置的结构示意 图；图2是光催化体的结构示意图；图具体实施方式七所述的一种水体化学需氧量快速 测定装置的结构示意图；图4是具体实施方式八所述的一种水体化学需氧量快速测定装置 的结构示意图；图5是具体实施方式九所述的一种水体化学需氧量快速测定装置中工控计 算机与各受控部件的控制关系图；图6是具体实施方式十所述的一种水体化学需氧量快速 测定装置的结构示意图。具体实施例方式具体实施方式一下面结合图1具体说明本实施方式。一种水体化学需氧量快速5测定装置，它包括光催化反应器1、加热装置2、光催化反应器密封件3、光催化体4、搅拌装 置5、紫外光源6和紫外可见分光光度计9，光催化反应器1的底部与加热装置2的加热面 的上表面相接触，光催化反应器1的顶端开口处与光催化反应器密封件3底部相扣合，光催 化反应器密封件3的中心固定有可转动杆，可转动杆的下端固定有光催化体4，光催化体4 置于光催化反应器1内，搅拌装置5位于光催化反应器密封件3的正上方，搅拌装置5的转 动连杆与光催化反应器密封件3的可转动杆的上端相连，紫外光源6置于光催化反应器1 四周，光催化反应器1的下端开有出样口，光催化反应器1的出样口与紫外可见分光光度计 9的入样口相连。使用本实施方式所述的一种水体化学需氧量快速测定装置来测试待测样品时，首 先，将待测样品灌注到光催化反应器ι中，开启加热装置5，开启搅拌装置5，开启紫外光源 6 ；待测样品在光催化反应器1中进行光催化氧化反应15分钟；之后，将反应后的待测样品 经光催化反应器1的出样口流入到紫外可见分光光度计9进行测定，所述的紫外可见分光 光度计9具有自动进样和自动反冲洗功能，紫外可见分光光度计9通过测定由光催化还原 K2Cr2O7而产生的Cr (III)的量的变化来定量计算水样的COD。本实施本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种水体化学需氧量快速测定装置，其特征是：它包括光催化反应器（１）、加热装置（２）、光催化反应器密封件（３）、光催化体（４）、搅拌装置（５）、紫外光源（６）和紫外可见分光光度计（９），光催化反应器（１）的底部与加热装置（２）的加热面的上表面相接触，光催化反应器（１）的顶端开口处与光催化反应器密封件（３）底部相扣合，光催化反应器密封件（３）的中心固定有可转动杆，可转动杆的下端固定有光催化体（４），光催化体（４）置于光催化反应器（１）内，搅拌装置（５）位于光催化反应器密封件（３）的正上方，搅拌装置（５）的转动连杆与光催化反应器密封件（３）的可转动杆的上端相连，紫外光源（６）置于光催化反应器（１）四周，光催化反应器（１）的下端开有出样口，光催化反应器（１）的出样口与紫外可见分光光度计（９）的入样口相连。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：尤宏，张冉，吴东海，刘园园，罗松，于虹霞，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93
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