總有機碳分析儀TOC使用方法

1、總有機碳分析儀TOC一TotalOrganicCarbonAnalyzer島津國際貿(mào)易（上海）有限公司1TOC及TN的分析原理1.2總氮TN分析原理 SH總有機碳TOC分析原理1.1.NDIR檢測器1.1.1碳1.1.2總碳TC的測定.1.3無機碳IC的測定1.1.4不可吹掃有機碳NPOC的測定1.1.5可吹掃有機碳POC的測定1.1.6總有機碳TOC的測定1.1.7樣品的進樣121氮1.22總氮TN的測定44總有機碳TOC分析原理 eSH總有機碳TOC分析原理1.1.NDIR檢測器日常生活中最普通的元素)1.1.1碳環(huán)境污染溫室效應制藥工業(yè)有機參數(shù)(COD、BOD、T SH總有機碳TOC分析

2、原理1.1.NDIR檢測器水中碳的形態(tài)例如：非揮發(fā)性有機碳，水溶性（糖）；揮發(fā)性有機碳，水溶性（硫醇、烷桂、B部分揮發(fā)性碳，水不溶性（低分子量的祁含碳物質(zhì)吸入或嵌入的無機懸浮物。TOC的歷史從二十世紀三十年代開始，TOC方法被用水質(zhì)。但是過程復雜并需要很長的分析時I在二十世紀六十年代，發(fā)展出一種可行的燃燒、非色散紅外檢測結合手動注射器注最初，TOC主要被用作COD和BOD的替充方法。 Sl-I總有機碳TOC分析原理1.1.NDIR檢測器技術術語總碳(TC，TotalCarbon)a無機碳(IC，InorganicCarbon)總有機碳(TOC,TotalOrganicCarbon)不可吹掃有機

3、碳(NPOC，Non-PurgeableOrganicCarbor可吹掃有機碳(POC，PurgeableOrganicCarbon)溶解性有機碳(DOC,DissolvedOrganicCarbon)懸浮狀有機碳(SOC，SuspendedOrganicCarbon) SH總有機碳TOC分析原理1.1.NDIR檢測器碳的各種形態(tài) SH總有機碳TOC分析原理1.1.NDIR檢測器412總碳的測定總碳(TC)不論形式，所有的有機和無機碳物種的TC的測定包括氧化生成CO?和H2Oo #SH總有機碳TOC分析原理1.1.NDIR檢測器 SH總有機碳TOC分析原理1.1.NDIR檢測器TC的氧化方法催

4、化燃燒紫外(UV)氧,(3)過硫酸鹽(4)UV過硫酸鹽 SH總有機碳TOC分析原理1.1.NDIR檢測器總碳的測定方法機碳CnHn機碳CO32-+O9A/UV/H硫酸鹽/UV-過硫酸鹽co2樣品溶液樣均化，微量注入到加熱的/UV過鹽樣中。加熱的樣品室/UV過硫酸鹽被蒸發(fā)，有機和無機碳化合物被氧化成CC)2H2OoTGTC的測定流程 #SH總有機碳TOC分析原理1.1.NDIR檢測器 SH總有機碳TOC分析原理1.1.NDIR檢測器2HighTemperatureCatalyticTubeORUV-PersulfateReactionChamberSample-對復雜及高分子量的碳化合物，二氧化

5、碳的轉化率如顆粒狀有機物、藥物及蛋白質(zhì)。所以，不適用于量高的樣品，如原水、廢水、工藝用水及潔凈度i結果紫外氧化適用于：半導體工業(yè)需求的超高純凈水制藥工業(yè)有限制標準的純凈水紫外氧化流程圖LampSourcePhotochemicalReactorSampleInletConductivitySensorUVLampIIIIIFlowController-HXDisplay過硫酸鹽氧化 SH(3)過硫酸鹽氧化 SH過硫酸鹽是氧化劑，通常需要結合高溫和高壓。水在加熱或加壓下產(chǎn)生OH*基。4H2O加用3H2+O2+2OH*過硫酸鹽在加熱也產(chǎn)生OH*基：S2O82_-2SO42_SO廣+H2OHSO4+

6、OH*激發(fā)態(tài)輕基OH*將有機碳物質(zhì)氧化形成二氧化碳CxHy+(4x+y)OH*txCO2+(2x+y)H:與lJV方法比較，是一個改進的氧化方法。但是對的含碳樣品如：腐蝕酸、磺酸鹽、高分子量化合電夠。不適合于分析TOC含量高的樣品。過硫酸鹽氧化 #SH(3)過硫酸鹽氧化 #SH過硫酸鹽氧化 SH(3)過硫酸鹽氧化 #SHSampleInjectionPortPersulfatePhosphoricAcidSolution過硫酸鹽氧化流程圖(4)紫外過硫酸鹽氧化 SH(3)過硫酸鹽氧化 #SH紫外光與水反應生成OH*：2H2Ouv2OH*+H2UV也刺激過硫酸鹽產(chǎn)生OH*基：S2O82_-2SO

7、42_SO42-+H2OHSO+OH*OH*與有機化合物反應：CxHy+(4x+y)OH*TxCO2+(2x+y)H2O SH紫外過硫酸鹽氧化 SHUV-過硫酸鹽氧化適合于：半導體工業(yè)的回收水、制藥業(yè)的純化水、冷卻水/鍋爐供水等。在島津的TOC分析儀中，為得到更好的性能,采用加熱(80C)和UV過硫酸鹽相結合?；啬夸涀贤膺^硫酸鹽-加熱氧化化合物紫外加熱過硫酸鹽(UHP)紫外過硫酸鹽(UP)加熱過硫酸盍濃度(ppm)SDCV濃度(PPm)SDCV濃度(ppm)SD鄰苯二甲酸氫鉀49.650.10260.2148.710.50341.0338.450.9805苯甲酸48.790.41660.854

8、6.291.0632.334.381.721氨基乙酸49.820.09410.1944.070.89852.0446.823.672煙酸49.880.70761.4246.450.89441.9341.60.5851尿素49.990.16480.3346.860.33380.7139.280.1411:初始樣濃為50ppmo對所有上述測定的有機化合物，紫外-過硫酸鹽-加熱彳法得到最好的回收率。 SH紫外過硫酸鹽氧化 #SH0123456.5Timemin旦(5U9S紫外過硫酸鹽加熱氧化:U：UV,紫外；H：Heating,加P:Persulfate,平均分析時間峰1-紫外過硫酸鹽加熱氧化（UH

9、P）=2.84min峰2-紫外過硫酸鹽（UP）=4.45min峰3-加熱過硫酸鹽（HP）=5.48min檢測氧化能力 SH紫外過硫酸鹽氧化 #SH國藥（USP）和歐藥（EP）使用1,4-苯釀。T四鈉鹽纟,1,10-菲日本藥（JP）使用十二烷苯鈉。ISO8245和EN1484使用駄銅O日本工業(yè)標（JIS）K0805使用谷氨。 SH 有機化合物化學燃燒-紅氧T0C過鹽-紫外氧T0C氧乙醇c2h6o1.73.51.623.289.檸檬酸657a32.04.02.023.981鄰苯二甲酸氫鉀c8h5o4k2.04.02.003.991丙酮c3h6o1.93.91.963.8314一氨基苯磺酸c6h7o

10、3ns2.()41.983.989IC與酸反應形成CO?和H2Oo吹掃除去IC和POCoNPOC的測定1.1.4NPOC的測定 #SHNPOC的測定1.1.4NPOC的測定 #SH加熱的樣品室/TTV討齋醪協(xié)NPOC的測定1.1.4NPOC的測定 #SHNPOC的測定1.1.4NPOC的測定 #SHSHNPOC的測定 SH1.1.4NPOC的測定 #SHrYTC=TOC+ICTOC=NPOC+POC=TC=NPOC+POC+IC酸化和鼓泡除去IC和POCo所以，當POC可以忽略時，TOCNPOC1.1.5POC的測定 SH1.1.4NPOC的測定 #SH1.1.5POC的測定 #SH1.1.4

11、NPOC的測定 #SHPOC帶TC(氧化成CO?。樣中POC被吏O通過CO。吸收蠱）除去IC中的C1.1.5POC的測定 #SH1.1.4NPOC的測定 #SH1.1.5POC的測定 #SH1.1.4NPOC的測定 #SHPOC選購件 SH1.1.4NPOC的測定 #SHPOC測定18吒使用鼓泡(氮氣)各種質(zhì)殘有機物質(zhì)鼓泡前濃度(ppm)鼓泡后濃度(ppm)殘余率(%)甲醇117.511698.6乙醇106.51059&5異丙醇1291279&5正醇1171159&3丙酮10610195.3乙醛13()11790.0乙酸乙酯1028886.3酪氨酸117116.599.5苯852.52.9環(huán)己

12、胺7922.5專業(yè)術語揮發(fā)性有機碳（VOC）非常類似于POC,除了鼓泡/吹掃的溫度必須是指定的。非揮發(fā)性有機碳（NVOC）在VOC指定的溫度下不揮發(fā)的有機碳部分。溶解性有機碳（DOC）使用0.2/0.45微米孔徑的膜過濾器所得的過濾液中TOCi懸浮有機碳（SOC）殘留在膜過濾器上以固體形式存在的TOC部分?；啬夸?.1.6TOC的測定（1）差減TOC=TC-IC（當TOC遠高于IC,如廢水。）（2）NPOC法TOC=POC+NPOC=NPOC（如果POC可忽略）（高靈敏度催化劑，TOCTOC或TC=”（3）加和法TOC=POC+NPOC（當樣品中POC不可忽略。）(1)差減法TOC=TCIC

13、SH1.1.4NPOC的測定 #SHi)使用催化燃燒/UV/過硫酸鹽/UV過硫酸鹽法,知濃度的TC標準溶液建立TC標準曲線。2)在加酸IC反應室中加入IC標準溶液，建立IC標(1)差減法TOC=TCIC #SH1.1.4NPOC的測定 #SH3)4)Cal.CurveConcppm線。測定樣品的TC和IC的信號，分別在TC和IC標準曲|線上求得TC和ICo從TC中減去IC得至ijTOCo SH1.1.4NPOC的測定 #SH3)4)Cal.Curve(2)NPOC法TOC=NPOC+POC-卜1）使用催化燃燒/uv/過硫酸鹽/UV過硫酸鹽法,濃度的TC標準溶液建立NPOC標準曲線。2）酸化和鼓

14、泡從樣品中除去IC。測定樣品中的NPOC信號,從標準曲線得至11NPOCOTOC等于NPOC（如果POC可忽略）。(3)加和法TOC=POC+NPOC酸化和鼓泡除去樣品中的ic,但是揮發(fā)性有機樣品POC）也可能同時逃逸。克服此問題的辦法是采用POC與NPOC加和的方法。舉例:INPUTSIGNALSAMPLE*13NPOCX53mKCt5,WASH2,AREAppm8門RG307886.67230636.5393031264?INPUTSIGNAL0100XTIMEtmin)SAMPLED13MCx30,199SU1,C*2,HWASHSP6mfnAREAppmCtMlRGTOC o 1-5

15、h z1的8527,033MN318527,033SB00.000CV0033x10CORCONCINJ7.038X10MN3CS78B526SO2430.053CV0.79%CORCONCD1L6e(TC)ICReagentDehumKiiher1DrmPotPureWaterTrapScrubberFlMemtxanetFilterCoolingTutirgHumniiflefCOiAbsorberDe實際TOC流程 #SH1.1.4NPOC的測定 #SH實際TOC流程 #SH1.1.4NPOC的測定 #SHFigure2.7FlowDiagram(TOC-Vcph) SH1.1.4NPO

16、C的測定 #SH微機控制/回目錄1H7樣品的進樣 SH1.1.4NPOC的測定 #SH動進樣動進樣動進樣進樣樣品的進樣 SH1.1.4NPOC的測定 #SH樣品的進樣 SH1.1.4NPOC的測定 #SHTCCombustionTubeITICReactionVessel(1)手動進樣用戶用手動注入;動設進樣積。果3個樣品個樣，總共6動進樣。需要連續(xù)的關注和人力容易引進人為誤差。（2）自動進樣樣通過電機驅動的注射器泵動樣和注入,操作的。A動計優(yōu)進樣積。動進樣前用樣品清，記憶應。自動進行重復分析。重現(xiàn)性好。減少操作/人為誤。節(jié)省人力。樣品的進樣 1.1.4NPOC的測定 #SH樣品的進樣 1.1

17、.4NPOC的測定 #SH（3）自動進樣器節(jié)省人力大量樣測定ASP5000AASI-5000AMl選購件 SH1.1.4NPOC的測定 #SH SH1.1.4NPOC的測定 #SH1.1.8NDIR檢測器形成的HqO用除濕器除去，例如大約1-20C的冷凝器。CO?測定：NDIR、電導率、滴定、還原成甲烷后用FIIIonizationDetector火焰離子檢測器）測定。NDIR檢測器Non-DispersiveInfrared非色散紅外檢測器比較成熟特效性、干擾少適合于低和高濃度樣品0ControSampleHighTemperatureCatalyticTubeORUV-Persulfate

18、ReactionChamber*SampleI蠱9|HighTemperatureHI.CatalyticTube|uVPersulfateReactionChamber用于島津的各種TOCNDIR檢測器NDIR檢測個組IR光源測檢測LightSourceSampleGasChopperIRBeamDetectorLightSourceUnit1.2總氮（TN）分析121氮(N)氮的不同形態(tài)：/硝酸根（NOr）/亞硝酸根（NO，）/氨（nh3）/有機氮（有機N）例如：蛋白質(zhì)、核酸、尿素（R-N）/氮氣（N2）氮循環(huán)：氧化氧化nh3N02-?nq3還原還原1.1.4NPOC的測定 #SH氮循環(huán)P

19、recipitationDenitrificationOrganicResiduesPlantConsumptionGaseousLosses(N2tNOx)Nitrates(NO3)、NitrificationNitrites(NO2LeachingOrganicMatter(R-NH2)+MineralizaNitrificationAmmonium(NH4MicelleFixatioClayMinerals #SH SH #氮循環(huán)人類活動改變氮循環(huán)包括:/農(nóng)業(yè)合成肥料的應用浸出到各種天然水系中，如地下水、湖泊和河流營養(yǎng)化）/家畜釋放NH3“下水道廢水和化糞池毒性過量no3導致嬰兒高鐵血紅

20、蛋白血癥。因此，飲用:NO3在10mg/L以下。亞硝酸，在酸性溶液中NO2與胺反應（2吃）形成RRNH）,致癌。目錄SH1.2.2TN的測定TN是水中各種氮化合物的總和（不包括氮氣:TN=NO3+NO/+NH3+RN過去，各種形態(tài)的氮分別分析，然后再合并各;果，計算TN。分析費時且困難。 SH #燃燒化學發(fā)光法TN在含Pt催化劑的TOC燃燒管中在720C被轉化成NOTN催化燃燒+（）2no+h2oNO被臭氧（O3）激發(fā)成NO/,而臭氧是由TNM-1中滋器使用電火花在50吃從作為載氣的空氣中產(chǎn)生。NO+O3-NO2+O2當NC2返回到基態(tài)時，將發(fā)射光（590-2500nm）,由化測器（硅光二極管檢測器）測定。為了安全,NOx和臭氧分別用NOx吸收器（堿石灰）和元（含有二氧化猛）除去。按照ISO/TR11905-2,用氨基乙酸檢查方法的氧化能力。TN的測定流程圖 #SH # SH #DiluentDi合inAcidASISample5mLSyringeSpargeS