总有机碳仪OC使用方法

总有机碳分析仪TOC

—TotalOrganicCarbonAnalyzer岛津国际贸易（上海）有限公司11TOC及TN的分析原理21.1总有机碳TOC分析原理1.1.1碳1.1.2总碳TC的测定1.1.3无机碳IC的测定1.1.4不可吹扫有机碳NPOC的测定1.1.5可吹扫有机碳POC的测定1.1.6总有机碳TOC的测定1.1.7样品的进样1.1.8NDIR检测器31.2总氮TN分析原理1.2.1氮1.2.2总氮TN的测定41.1总有机碳TOC分析原理1.1.1碳日常生活中最普通的元素形式环境污染温室效应制药工业有机参数（COD、BOD、TOC）5水中碳的形态例如:

非挥发性有机碳，水溶性（糖）；挥发性有机碳，水溶性（硫醇、烷烃、醇）；部分挥发性碳，水不溶性（低分子量的油）；含碳物质吸入或嵌入的无机悬浮物。6TOC的历史最初，TOC主要被用作COD和BOD的替代或补充方法。从二十世纪三十年代开始，TOC方法被用于检测水质。但是过程复杂并需要很长的分析时间。在二十世纪六十年代，发展出一种可行的方法：燃烧、非色散红外检测结合手动注射器注射。7技术术语总碳（TC,TotalCarbon）无机碳（IC,InorganicCarbon）总有机碳（TOC,TotalOrganicCarbon）不可吹扫有机碳（NPOC,Non-PurgeableOrganicCarbon）可吹扫有机碳（POC,PurgeableOrganicCarbon）溶解性有机碳（DOC,DissolvedOrganicCarbon）悬浮状有机碳（SOC,SuspendedOrganicCarbon）8回目录9TC的氧化方方法（1）催化燃燃烧（2）紫外（（UV）氧化（3）过硫酸酸盐（4）UV-过过硫酸盐盐1.1.2总总碳的测测定总碳（TC）不论形式式，所有的有有机和无无机碳物种的总和。TC的测定包包括氧化化生成CO2和H2O。10样品均化化，微量注入入到加热热的/UV-过过硫酸盐盐样品中。水被蒸发，有机和无无机碳化化合物被被氧化成成CO2和H2O。总碳的测定定方法有机碳无机碳11TC的测定流程程12（1）催化燃烧烧水在加热后，产生激发态态羟基OH*。含碳物质在在高温（900—1000℃℃）催化（（如铂）燃燃烧，完全氧化。在催化剂的存存在下，OH*与碳碳化合物反应应生成CO2和H2O。岛津的TOC在在较低温度680℃℃下催化燃燃烧。13原水/中水/废水680℃低于盐类熔熔融温度（（如熔融温度度：NaCl800℃；CaCl2774℃）。使用680℃可防止由于盐盐熔融而使使燃烧管失失去光泽及及对催化剂剂的损坏，，如海水。检测器损坏坏和干扰可降至最低低。增加燃烧炉炉的寿命。。适用于下列列测定：纯化水和在制药工业业中的洁净度认证证催化燃烧14（2）紫外氧化化（UVOxidation）紫外光（185nm）与水中的氧氧气反应生生成激发态态羟基OH*。激发态羟基OH*将有机碳物物质氧化形形成二氧化化碳和水。。对复杂及高高分子量的的碳化合物物，二氧化化碳的转化化率很低，如颗粒状有有机物、药物及蛋白白质。所以以，不适用用于TOC含量高的样样品，如原原水、废水、工艺用水及及洁净度认认证。由于最终产产物是二氧氧化碳，为为得到更精精确的结果果，样品中中的无机碳碳应在样品品注射进紫紫外反应器器前除去。。15适用于：半导体工业业需求的超超高纯净水水制药工业有有限制标准准的纯净水水紫外氧化流流程图紫外氧化16（3）过硫酸盐盐氧化水在加热或加加压下产生OH＊基。过硫酸盐在加热也产产生OH*基基：激发态羟基OH*将有机碳物物质氧化形形成二氧化化碳和水。。过硫酸盐是氧化剂，，通常需要要结合高温和高压压。17过硫酸盐氧氧化流程图图与UV方法法比较，是一一个改进的的氧化方法法。但是对对于复杂的含碳样品如：腐蚀酸酸、磺酸盐、高分子量化化合物等仍仍不够。不适合于分分析TOC含量量高的样品。过硫酸盐氧氧化18（4）紫外-过硫酸盐盐氧化紫外光与水水反应生成成OH*：UV也刺激过硫硫酸盐产生OH*基：OH*与有机化合合物反应：：19在岛津的TOC分分析仪中，为得得到更好的的性能，采用加热（80℃）和UV-过过硫酸盐相结合。适合于：半导体工业业的回收水水、制药业的纯纯化水、冷却水/锅锅炉供水等等。UV-过硫酸盐盐氧化流程图紫外-过硫酸盐盐氧化回目录20紫外-过硫酸盐-加热氧化对所有上述述测定的有有机化合物物，紫外-过硫酸盐-加热氧化法得到最好好的回收率率。注：初始样样品配制浓浓度为50ppm。21平均分析时间：：峰1–紫外-过硫酸盐-加热氧化（UHP）=2.84min峰2–紫外-过硫酸盐（（UP）=4.45min峰3–加热-过硫酸盐（（HP）=5.48min紫外-过硫酸盐-加热氧化注：U：UV，紫外；H：Heating，加热；P：Persulfate，过硫酸盐盐。22检测氧化能能力日本工业标标准(JIS)K0805使用酒石酸，1,10-菲咯咯啉，谷谷氨酸和丙丙醇。美国药典(USP)和欧洲药药典(EP)使用1,4-苯醌。日本药典(JP)使用十二烷烷基苯磺酸酸钠。ISO8245和和EN1484使用酞菁铜铜四磺酸T四钠盐和纤维素。23有机化合物化学分子式燃烧－红外氧化法TOC过硫酸盐－紫外氧化法TOC两种方法氧化能力比（%）乙醇C2H6O1.73.51.623.2895.393.7柠檬酸C6H5O7Na32.04.02.023.9810199.5邻苯二甲酸氢钾C8H5O4K2.04.02.003.9910099.8丙酮C3H6O1.93.91.963.8310398.24－氨基苯磺酸C6H7O3NS2.04.11.983.9899.097.1D-葡萄糖C6H12O61.83.81.763.8097.81004-氨基安替比林C11H13ON31.94.02.003.9610599.02,4,6-三（2－吡啶）1,3,5-三嗪C18H12N61.93.81.613.3484.787.91,10-邻二氮杂菲C12H10ON22.04.01.923.8396.095.8甲基橙C14H14O3N3SNa2.34.42.214.0096.095.8十二烷基硫酸钠C12H25O4SNa2.04.02.043.9510298.8蛋白胨-2.24.32.024.0391.893.7腐蚀酸-2.74.94.50.751.452.3127.829.651.3棕黄酸-3.25.41.713.0853.457.0两种方法氧氧化能力比比=TOC（过硫酸盐盐-UV）/TOC（燃烧氧化化）x100%24TC氧化方法天然水域中中的TOC（SendaiCity,KagoshimaPrefecture,日本）251.1.3无机碳碳的测定水中IC的形态态水中总二氧化碳碳（CO2）=溶解性性二氧化碳碳（CO2）+碳酸（（H2CO3）+碳碳酸氢根离离子（HCO3-）+碳酸根根离子（CO32-）无机碳（IC）包括碳酸根根，碳酸氢氢根和溶解解性二氧化化碳。最普遍的无机碳化合物是碳酸根离离子，碳酸根离子子与二氧化碳之之间处于平平衡状态。26水中IC的形式27水中IC的电离平衡衡28IC测定样品注入到到含有酸（如磷酸）的的反应室中中。酸性条件下下：29IC的测定流程程回目录301.1.4NPOC的测定不可吹扫有有机碳（NPOC））可吹吹扫扫有有机机碳碳（POC））总有有机机碳碳（TOC））包括括所所有有的有有机机碳。TOC是非非特特指指的的碳化合合物物的定定量。。水中的的碳量指指溶解解性性或或悬悬浮浮状状有有机机碳。。样品品在酸酸化化和和吹吹扫扫/鼓鼓泡泡去去除除IC以后后仍仍然然留留下下的的物种种。。是TOC的一一部部分分，样品品在在室室温温下下用用气气流流吹吹扫扫/鼓鼓泡泡可可将将其其除除去去的的TOC部分分。31IC与与酸酸反反应应形形成成CO2和H2O。。吹扫扫除除去去IC和和POC。。NPOC的测测定定32NPOC的测测定定33POC选购购件件POC被被带带到到TC燃燃烧烧管管被氧氧化化成成CO2。1.1.5POC的测测定定样品品中POC被鼓鼓泡泡驱驱除除。。通过过CO2吸收收器器（（LiOH）除除去去IC中的的CO2。34POC测定定18oC使用用鼓鼓泡泡（（氮氮气气））各各种种物物质质的的残残余余35挥发发性性有有机机碳碳（（VOC））非常常类类似似于于POC，除了了鼓鼓泡泡/吹吹扫扫的温温度度必必须须是是指指定定的的。非挥挥发发性性有机机碳碳（（NVOC））在VOC指定定的的温度度下不不挥挥发发的的有有机机碳部分分。溶解解性性有有机机碳碳（DOC））使用用0.2/0.45微米米孔孔径径的的膜膜过过滤滤器器所所得得的的过过滤液液中TOC部分分。。悬浮浮有有机机碳碳（SOC））残留留在在膜膜过过滤滤器器上上以以固固体体形形式式存存在在的的TOC部分分。。专业业术术语语回目目录录36（1）差差减减法法TOC=TC––IC（当当TOC远高高于于IC，如废废水水。）1.1.6TOC的的测测定定（2）NPOC法TOC=POC+NPOC=NPOC（如果POC可忽忽略）（3）加和法TOC=POC+NPOC（当样品中POC不可忽略。））（高灵敏度催化化剂，TOC＜500ppb，如纯水；普通灵敏度催催化剂，当IC＞＞TOC或TC≈IC时。）37（1）差减法法TOC=TC––IC使用催化燃烧烧/UV/过过硫酸盐/UV-过硫酸酸盐法，用已知浓度的的TC标准溶溶液建立TC标准曲线。在加酸IC反应室中加入入IC标准溶液液，建立IC标准曲线。测定样品的TC和IC的信号，分别别在TC和IC标准曲线上求求得TC和IC。从TC中减去IC得到TOC。38使用催化燃烧烧/UV/过过硫酸盐/UV-过硫酸酸盐法，用已知浓度的的TC标准溶液液建立NPOC标准曲线。酸化和鼓泡从样品中除去去IC。测定样品中的NPOC信信号，从标准曲线得得到NPOC。TOC等于NPOC（如如果POC可可忽略）。（2）NPOC法39酸化和鼓泡除除去样品中的IC，但是挥发性有有机样品（POC）也可可能同时逃逸。（3）加和法TOC=POC+NPOC举例：克服此问题的的办法是采用用POC与NPOC加和的方法。40实际TOC流程TCPortICPortNDIRDetector41微机控制回目录421.1.7样品的进样手动进样自动进样自动进样器进样43（1）手动进样容易引进人为为误差。用户用注射器手动注入样品品。手动设置进样样体积。如果3个样品每个样品重复复2次，总共6次手动进进样。需要连续的关关注和人力。样品的进样44（2）自动进样样品通过电机驱动动的注射器泵泵自动地取样和注入，电电机操作注射器的柱塞。自动地计算最最优的进样体体积。自动进样前用样品清洗，防止记忆效应应。自动进行重复分析析。减少操作/人为误差。节省人力。重现性好。样品的进样45（3）自动进样器节省人力大量样品测定方便选购件ASI-5000AASI-V样品的进样回目录46CO2测定：NDIR、电导率、滴定、还原成甲烷后后用FID（FlameIonizationDetector火火焰离子检测测器）测定。1.1.8NDIR检测器形成的H2O用除湿器除去，例如大约1-2oC的冷凝器。NDIR检检测器—Non-DispersiveInfrared非色散红外检检测器比较成熟特效性、干扰扰少适合于低和高高浓度样品用于岛津的各各种TOC47NDIR检检测器三个主要组成成部分是:NDIR检测器（1）IR光源（2）测定池（3）检测器481.2总总氮（TN）分析1.2.1氮氮（N）氮的不同形态态:硝酸根（NO3-）亚硝酸根（（NO2-）氨（NH3）有机氮（有机机N）例如：蛋白质质、核酸、尿尿素（R-N）氮气（N2）氮循环：49氮循环50人类活动改变变氮循环包括括：农业合成肥料料的应用浸出到各种天天然水系中，，如地下水、、湖泊和河流流等（富营养化）家畜——释放NH3下水道废水和和化粪池氮循环毒性过量NO3-导致婴儿高铁铁血红蛋白血血症。因此此，饮用水中中限制NO3-在10mg/L以下。亚硝酸，在在酸性溶液液中NO2-与胺反应（（2oC）形成硝胺（（RR’NH），致癌。回目录51过去，各种种形态的氮氮分别分析析，然后再再合并各种种分析结果果，计算TN。TN是水中各种种氮化合物物的总和（不包括氮氮气）。1.2.2TN的测定分析费时且且困难。52燃烧-化学发光法法TN在含Pt催化剂的TOC燃烧管中在720oC被转化成NO：NO被臭氧（O3）激发成NO2*，而臭氧是由TNM-1中的臭氧发生器器使用电火火花在50oC从作为载气的空气中产生。当NO2＊返回到基态态时，将发射光（590-2500nm），由化学发光检检测器（（硅光二极极管检测器器）测定。为了安全，，NOx和臭氧分别用NOx吸收器（碱碱石灰）和和臭氧处理理单元（含有二氧化化锰）除去去。按照ISO/TR11905-2，用氨基乙酸酸检查方法的氧化能力。。53TOC-V+TNM-1TN的测定流程程图54TNM-1-仪器说明TN的测定流程程图55第一章完569、静夜四无邻邻，荒居旧业业贫。。12月-2212月-22Thursday,December29,202210、雨中黄叶树树，灯下白头头人。。13:34:3613:34:3613:3412/29/20221:34:36PM11、以以我我独独沈沈久久，，愧愧君君相相见见频频。。。。12月月-2213:34:3613:34Dec-2229-Dec-2212、故人江海海别，几度度隔山川。。。13:34:3613:34:3613:34Thursday,December29,202213、乍见翻疑疑梦，相悲悲各问年。。。12月-2212月-2213:34:3613:34:36December29,202214、他他乡乡生生白白发发，，旧旧国国见见青青山山。。。。29十十二二月月20221:34:36下下午午13:34:3612月月-2215、比比不不了了得得就就不不比比，，得得不不到到的的就就不不要要。。。。。十二二月月221:34下下午午12月月-2213:34December29,202216、行动出出成果，，工作出出财富。。。2022/12/2913:34:3713:34:3729December202217、做做前前，，能能够够环环视视四四周周；；做做时时，，你你只只能能或或者者最最好好沿沿着着以以脚脚为为起起点点的的射射线线向向前前。。。。1:34:37下下午午1:34下下午午13:34:3712月月-229、没有失失败，只只有暂时时停止成成功！。。12月-2212月-22Thursday,December29,202210、很多事情情努力了未未必有结果果，但是不不努力却什什么改变也也没有。。。13:34:3713:34:3713:3412/29/20221:34:37PM11、成功就就是日复复一日那那一点点点小小努努力的积积累。。。12月-2213:34:3713:34Dec-2229-Dec-2212、世间成事，，不求其绝对对圆满，留一一份不足，可可得无限完美美。。13:34:3713:34:3713:34Thursday,December29,202213、不知香积积寺，数里里入云峰。。。12月-2212月-2213:34:3713:34:37December29,202214、意志坚坚强的人人能把世世界放在在手中像像泥块一一样任意意揉捏。。29十十二月20221:34:37下午午13:34:3712月-2215、楚塞三湘接接，荆门九派派通。。。十二月221:34下下午12月-2213:34December29,202216、少少年年十十五五二二十十时时，，步步行行夺夺得得胡胡马马骑骑。。。。2022/12/2913:34:3713:34:3729December202217、空山新新雨后，，天气晚晚来秋。。。1:34:37下午午1:34下午午13:34:3712月-229