專利名稱：一種光化學(xué)cod傳感器及其測(cè)量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種傳感器，具體是二氧化錫/二氧化鈦多層復(fù)合納米膜催化 氧化水中有機(jī)物檢測(cè)水中化學(xué)需氧量的傳感器及其測(cè)量方法。
背景技術(shù)：
化學(xué)需氧量(COD)是表征水體質(zhì)量好壞的最重要和應(yīng)用最廣泛的參數(shù) 之一。全世界每年花在COD測(cè)量方面的費(fèi)用在100億以上。世界上公開認(rèn)可 并廣泛使用的COD測(cè)量方法主要有重鉻酸鉀法和高錳酸鉀法。其中重鉻酸鉀 法主要用于化學(xué)需氧量高的污水，而高錳酸鉀法主要用于化學(xué)需氧量較低的 地表水和自然水體。兩種方法均需要復(fù)雜的測(cè)試過程和復(fù)雜的配套系統(tǒng)，包 括加熱消解、后續(xù)的光學(xué)比色或電位滴定，消解和比色過程均需要自動(dòng)流動(dòng) 注射系統(tǒng)進(jìn)行準(zhǔn)確而繁復(fù)的多種試劑的添加。這使得整個(gè)儀器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體 積大，基本無法便攜使用。而且長達(dá)數(shù)小時(shí)的消解也不適合在野外實(shí)時(shí)測(cè)定。 其中重鉻酸鉀法還需要消耗昂貴的試劑(硫酸銀)，有毒試劑硫酸汞、強(qiáng)腐蝕 性試劑(濃硫酸、重鉻酸鉀)，對(duì)被測(cè)試水體帶來二次污染，對(duì)操作人員帶來 潛在威脅。
二氧化鈦在紫外光照射下會(huì)產(chǎn)生光生電子和空穴對(duì)，其空穴的氧化還原 電位高達(dá)3.2電子伏特，具有極強(qiáng)的氧化性?；究梢詮氐籽趸鼙谎趸母?種有機(jī)物。而且二氧化鈦非常容易被制成納米級(jí)的材料，納米級(jí)二氧化鈦以 其優(yōu)異的光學(xué)穩(wěn)定性，化學(xué)穩(wěn)定、無毒和超強(qiáng)的光催化氧化能力，在污水和 廢氣等處理方面獲得廣泛的應(yīng)用。在化學(xué)需氧量的測(cè)定方面，國內(nèi)外進(jìn)行了 大量的研究。
寧波大學(xué)的趙燕等在"二氧化鈦?zhàn)贤夤庠诰€消解測(cè)定COD的研究"中提 出了以Ti02-K2Cr207協(xié)同光催化氧化體系為基礎(chǔ)，結(jié)合流動(dòng)注射分析方法建 立了一種快速測(cè)定水樣中化學(xué)需氧量(COD)的簡便方法.該方法測(cè)試速度快， 不需有毒、昂貴的試劑，具有廣闊的應(yīng)用前景.C0D含量在10 100mg's21L1 和100 1000mg's21l/范圍內(nèi)，吸光度與COD含量均呈良好的線性關(guān)系；測(cè)定 30mg's21L i和300mg's21L i的COD標(biāo)準(zhǔn)溶液，RSD《5. 1%將本系統(tǒng)應(yīng)用于實(shí)際環(huán)
4境水樣測(cè)定，與國家標(biāo)準(zhǔn)分析方法測(cè)定結(jié)果相符。但該方法由于仍然需要比 色和流動(dòng)注射系統(tǒng)，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)仍然復(fù)雜。
中國科學(xué)院的田玉華、李新軍等提出一種"錳離子非均勻摻雜Ti02薄膜 電極光電催化測(cè)定COD"的方法，該方法采用三電極電池，利用納米二氧化鈦 電極催化氧化水中有機(jī)物，同時(shí)對(duì)所產(chǎn)生的光電流進(jìn)行積分來確定有機(jī)物含 量，但該方法一樣需要對(duì)水樣和配套試劑進(jìn)行精確定量。而且由于其采用體 狀光化學(xué)電池，有機(jī)物的降解并不徹底，從而造成其實(shí)測(cè)值比理論計(jì)算值要 小30%。
澳大利亞的趙慧軍(CN 1774627A)等人將體狀光化學(xué)電池改成薄層光化 學(xué)電池測(cè)定化學(xué)需氧量，由于水樣很少而且水層很薄(0. lmm)，因此在較短的 時(shí)間內(nèi)分解非常徹底，獲得了很好的結(jié)果，其檢測(cè)下限達(dá)到0. 5PPM，與重鉻 酸鉀法COD的具有很好的相關(guān)性，但該系統(tǒng)一樣需要復(fù)雜而精確的注射計(jì)量 系統(tǒng)，需要配備高純無離子水和硝酸鈉等支持電解質(zhì)，而且由于采用薄層光 化學(xué)電池，其薄層厚度僅100多微米，其測(cè)量池體積僅數(shù)十至一百多微升， 為了維持系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)，必須對(duì)水樣進(jìn)行非常嚴(yán)格的預(yù)處理，其濾膜孔徑要求 低到0. 45微米，這樣低的濾膜極易堵塞，因此為確保預(yù)處理系統(tǒng)的正常工作， 需另外配備反沖洗系統(tǒng)，從而使得系統(tǒng)并不簡單。雖然測(cè)試系統(tǒng)相對(duì)體積較 小，重量較輕3.5公斤，方便攜帶，但水樣嚴(yán)格的預(yù)處理，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)即時(shí)測(cè) 量，也是一個(gè)較大的問題，而且這種嚴(yán)格的預(yù)處理可能對(duì)高C0D水樣測(cè)量帶 來較大誤差。
到現(xiàn)在為止，無論是傳統(tǒng)的重鉻酸鉀和高錳酸鉀方法還是最新的光化學(xué) 催化氧化方法，均需要試劑、復(fù)雜而精準(zhǔn)的流動(dòng)注射系統(tǒng)和復(fù)雜的水樣預(yù)處 理系統(tǒng)，未能實(shí)現(xiàn)真正意義上的實(shí)時(shí)測(cè)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的技術(shù)問題在于提供一種光化學(xué)COD傳感器及其測(cè)量方 法，以解決上述背景技術(shù)中的缺點(diǎn)。
本發(fā)明所解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)
一種光化學(xué)COD傳感器，采用傳統(tǒng)的三電極結(jié)構(gòu)工作電極、參比電極
5和對(duì)電極組成，其中工作電極采用在開孔玻璃表面多次高溫?zé)Y(jié)的多層納米 二氧鈦電極，該電極基體玻璃無涂層的一面與待測(cè)水樣直接接觸，涂層一面 位于支持電解質(zhì)溶液腔內(nèi)，玻璃基體為開孔玻璃，玻璃孔內(nèi)燒結(jié)植入聚四氟
乙烯濾芯，該濾芯的濾孔為0.05-0.5微米左右，水樣中的有機(jī)物分子和小顆 粒有機(jī)物分子團(tuán)均可通過濾芯進(jìn)入支持電解質(zhì)溶液腔內(nèi)，在支持電解質(zhì)溶液 腔內(nèi)與二氧化體涂層接觸，涂層在紫外光照射下，產(chǎn)生光生電子和空穴，其 空穴氧化還原電位高達(dá)3.2電子伏特，氧化能力超強(qiáng)，能在極短時(shí)間能將吸 附在電極表面的復(fù)雜的有機(jī)物分子完全礦化，甚至氧化成二氧化碳、水等無 機(jī)小分子，同時(shí)產(chǎn)生氫離子，參比電極采用銀/氯化銀電極，為工作電極電位 提供參比，給工作電極提供一個(gè)恒定正電位，該電位產(chǎn)生的電場(chǎng)使光生電子 很快到達(dá)工作電極的導(dǎo)電層，并通過外電路在電場(chǎng)作用下強(qiáng)制流向?qū)﹄姌O， 在對(duì)電極表面被氧化劑捕獲(如高錳酸鉀、重絡(luò)酸鉀等強(qiáng)氧化劑)從而形成 光生電流，對(duì)電極為鉑電極，該電極浸泡被強(qiáng)氧化劑飽和的電解質(zhì)溶液中， 該電解質(zhì)溶液腔通過狹長聚四氟乙烯隔膜與工作電極相連，工作電極表面氧 化形成的氫離子通過狹長聚四氟乙烯隔膜進(jìn)入對(duì)電極電解質(zhì)溶液腔內(nèi)，從而 形成完整的電池回路。
在本發(fā)明中，支持電解質(zhì)作用是為測(cè)量電池提供穩(wěn)定的溶液阻抗，支持 電解質(zhì)要求是電化學(xué)和光化學(xué)性能穩(wěn)定且不吸收紫外光的物質(zhì)，如硝酸鈉、 高氯酸鈉等。本發(fā)明中的支持電解質(zhì)以固體顆粒的方式被包裹在聚四氟乙烯 緩釋膠囊內(nèi)，支持電解質(zhì)通過膠囊內(nèi)的微孔緩慢向外釋放。
在本發(fā)明中，紫外光采用高功率的紫外發(fā)光二極管，其光功率高達(dá) 300mW，其中心波長365nm，半波長10nm，因此系統(tǒng)既不需要紫外濾光片也不 需要紅外截止片，該紫外led具有極好的電光學(xué)穩(wěn)定性。因此傳統(tǒng)光化學(xué)COD 所必需光強(qiáng)計(jì)也不需要。
本發(fā)明中的電池隔膜采用狹長的聚四氟乙烯隔膜，該隔膜為親水超小孔 徑聚四氟乙烯隔膜，在外電場(chǎng)作用下氫離子可以快速的通過，對(duì)電解質(zhì)溶液 泄漏有阻礙作用，可以延長電解質(zhì)壽命，減少電解液更換頻率。
本發(fā)明中的電解液為溶液接收電子的強(qiáng)氧化劑如重輅酸鉀、高錳酸鉀、 二氧化錳，硫酸高鈰等均可，其中電解質(zhì)固體封裝在緩釋膠囊中，緩慢釋放維持電解質(zhì)溶液濃度的穩(wěn)定，并延長更換電解質(zhì)溶液的間隔時(shí)間，如果采用 較大的電解質(zhì)溶液腔，電解質(zhì)更換間隔時(shí)間可以長達(dá)一年。 一種光化學(xué)COD傳感器的測(cè)量方法，包括以下步驟
(1) 確定系統(tǒng)零點(diǎn)，將傳感器置于蒸餾水中，工作電極將支持電解質(zhì)腔內(nèi) 的有機(jī)物快速催化氧化，經(jīng)過一段時(shí)間后，支持電解質(zhì)腔內(nèi)有機(jī)物含量逐漸 下降，經(jīng)過足夠長的時(shí)間后基本趨近于零，此時(shí)光電流趨近于某一常數(shù)值即 系統(tǒng)的零點(diǎn)。
(2) 確定斜率，將傳感器置于己知有機(jī)物濃度的水樣中，受擴(kuò)散通道聚四
氟乙烯濾芯擴(kuò)散面積的限制，有機(jī)物在工作電極表面被催化氧化的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn) 大于有機(jī)物通過聚四氟乙烯濾芯進(jìn)入支持電解液腔內(nèi)的速度，在某一時(shí)刻， 支持電解液腔內(nèi)有機(jī)物濃度基本為零，在待測(cè)水樣流動(dòng)的情況下，傳感器外 表面待測(cè)水樣的濃度在瞬時(shí)可以認(rèn)為是常數(shù)，此時(shí)光電流(扣除背景)大小 取決于有機(jī)物進(jìn)入支持電解質(zhì)腔內(nèi)的速度，根據(jù)擴(kuò)散原理此時(shí)擴(kuò)散速度與傳 感器。外面待測(cè)水樣有機(jī)物濃度成正比，因此測(cè)量此時(shí)的光電流即可以確定
光電流與有機(jī)物含量(即化學(xué)需氧量COD)線性關(guān)系的斜率。
(3) 測(cè)定未知水樣化學(xué)需氧(C0D)，將傳感器置于任意待測(cè)水樣中，只 需測(cè)出光電流，即可直接獲知化學(xué)需氧量(COD)。
本發(fā)明的測(cè)量原理
開啟紫外光，工作電極將支持電解質(zhì)腔內(nèi)的有機(jī)物快速催化氧化，受玻 璃基體內(nèi)聚四氟乙烯濾芯的孔徑和面積的限制，通過濾芯進(jìn)入支持電解質(zhì)腔 內(nèi)有機(jī)物的量遠(yuǎn)小于工作電極催化氧化有機(jī)物的量，經(jīng)過一段時(shí)間后，支持 電解質(zhì)腔內(nèi)有機(jī)物含量逐漸下降，經(jīng)過足夠長的時(shí)間后基本趨近于零。在待 測(cè)水樣流動(dòng)的情況下，玻璃基體外表面待測(cè)水樣的濃度在瞬時(shí)可以認(rèn)為是常 數(shù)，而此時(shí)支持電解質(zhì)溶液腔內(nèi)有機(jī)物濃度為零，此時(shí)光電流大小取決于有 機(jī)物進(jìn)入支持電解質(zhì)腔內(nèi)的速度，根據(jù)擴(kuò)散原理此時(shí)擴(kuò)散速度與玻璃基體外 表面待測(cè)水樣有機(jī)物濃度成正比，因此只需確定光電流，即可確定水樣可被 氧化有機(jī)物濃度即傳統(tǒng)的化學(xué)需氧量(COD)的含量。
有益效果本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，體積小、重量輕方便攜帶，測(cè)量速度快、實(shí)時(shí)性好即 適用于野外便攜測(cè)量，也適用于長期實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，本發(fā)明提出的化學(xué)需氧量
(COD)測(cè)量方法，利用高溫?zé)Y(jié)的納米二氧化鈦涂層電極強(qiáng)的氧化性催化氧 化水中有機(jī)物，采用三電極結(jié)構(gòu)測(cè)量產(chǎn)生的光電流，確定水樣有機(jī)物濃度從 而確定化學(xué)需氧量。


圖l本發(fā)明原理圖； 圖2為本發(fā)明結(jié)構(gòu)框具體實(shí)施例方式
為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了 解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
參見圖l、圖2—種光化學(xué)COD傳感器，包括，電極本體l，電極蓋2， 中央處理電路板3，銀/氯化銀參比電極4，納米二氧化鈦工作電極5，濾孔清 洗刷6，電極玻璃基體聚四氟乙烯濾芯7，支持電解液腔8，紫外發(fā)光二極管 9，對(duì)電極IO，對(duì)電極電解液腔ll，電池隔膜聚四氟乙烯濾芯12， 0形環(huán)13。 其中電極外殼和電極本體均采用聚四氟乙烯棒材車削加工而成。
參比電極為銀/氯化銀電極。制作方法將直徑lmm的銀絲在鹽酸溶液中鍍 氯后，置于飽和的氯化鉀凝膠溶液中，電極通過燒結(jié)的聚四氟乙烯濾芯與外 界接觸。
對(duì)電極為具有電化學(xué)性能穩(wěn)定的貴金屬如鉑、金、釕等，本實(shí)施例中使用 鉑，并采用鉑絲網(wǎng)的形式。對(duì)電極浸在強(qiáng)氧化劑的電解質(zhì)溶液中，這種強(qiáng)氧 化劑要求在常溫下具有較低的溶解度，例如氫氧化鐵，高錳酸鉀、重鉻酸鉀、 硫酸高鈰等均可，較低的溶解度容易被制成飽和溶液，而且泄漏速度較慢。 電解質(zhì)溶液通過細(xì)長的離子擴(kuò)散通道與工作電極相連。
工作電極采用納米二氧化鈦高溫?zé)Y(jié)而成，其制作方法如下-
首先制作納米二氧化體和二氧化錫膠體溶液；
Ti02溶膠的制備將5ml鈦酸正丁酯攪拌下滴入50ml無水乙醇中，再 加入lml二乙醇胺(溶膠穩(wěn)定劑)配成溶液，超聲振蕩15min，將此溶液密閉保存3天后，加入95 %濃度的含水酒精40 ml，再密閉保存進(jìn)行成膠化2 天，制得均勻透明的Ti02溶膠。
Sn02溶膠的制備將11.2816 g SnC12 2H20 (分析純)溶于50 ml無水 乙醇中，超聲振蕩后得無色透明溶液，再加入0.18ml丙三醇(溶膠穩(wěn)定劑) 配成溶液，超聲振蕩15min,將此溶液回流濃縮(水浴80-90。C) 1 h，溶液顏 色變?yōu)榈S；將此淡黃色溶液置于飽和水蒸氣下5天，使其發(fā)生水解與聚合 反應(yīng)；再于4(TC水浴下陳化12h，制得桔黃色透明Sn02溶膠。
基底玻璃的準(zhǔn)備。將ITO導(dǎo)電玻璃裁成長5cm、寬2cm的長方形玻璃， 并在玻璃中心開1-5個(gè)直徑5mm的小孔。然后分別用重鉻酸鉀洗液、稀鹽酸、 去離子水洗凈，烘干待用。
glass/Sn02納米薄膜制備，將經(jīng)過預(yù)處理的導(dǎo)電玻璃，浸于Sn02溶膠中， 用浸提法(速度為2，2cm/min)進(jìn)行鍍膜，在室溫下自然干燥后，在空氣氣氛 條件下在700。C下焙燒30分鐘，自然冷卻到室溫，得到glass/Sn02薄膜。重 復(fù)浸膜和焙燒過程1-3次，得到1-3層Sn02薄膜。
Glass/Sn02/Ti02薄膜制備，其制備過程同glass/Sn02薄膜的相似，即將 已經(jīng)燒結(jié)有多層Sn02薄膜的導(dǎo)電玻璃，浸于Ti02溶膠中，用如上方法經(jīng)浸 提、干燥、焙燒后，得到glass/Sn02/Ti02復(fù)合薄膜。重復(fù)浸膜和焙燒過程1-3 次，制備glass/Sn02/Ti02復(fù)合薄膜。
聚四氟乙烯濾芯的植入，將玻璃加溫到400度左右，將直徑略大于玻璃 開孔尺寸的錐形燒結(jié)聚四氟乙烯濾芯插入玻璃孔中，冷卻后將濾芯多出玻璃 部分削去即可。
一種光化學(xué)C0D傳感器的測(cè)量方法，包括以下步驟
(1) 確定系統(tǒng)零點(diǎn)，將傳感器置于蒸餾水中，工作電極將支持電解質(zhì)腔內(nèi) 的有機(jī)物快速催化氧化，經(jīng)過一段時(shí)間后，支持電解質(zhì)腔內(nèi)有機(jī)物含量逐漸 下降，經(jīng)過足夠長的時(shí)間后基本趨近于零，此時(shí)光電流趨近于某一常數(shù)值即 系統(tǒng)的零點(diǎn)。
(2) 確定斜率，將傳感器置于已知有機(jī)物濃度的水樣中，受擴(kuò)散通道聚四 氟乙烯濾芯擴(kuò)散面積的限制，有機(jī)物在工作電極表面被催化氧化的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn) 大于有機(jī)物通過聚四氟乙烯濾芯進(jìn)入支持電解液腔內(nèi)的速度，在某一時(shí)刻，支持電解液腔內(nèi)有機(jī)物濃度基本為零，在待測(cè)水樣流動(dòng)的情況下，傳感器外 表面待測(cè)水樣的濃度在瞬時(shí)可以認(rèn)為是常數(shù)，此時(shí)光電流(扣除背景)大小 取決于有機(jī)物進(jìn)入支持電解質(zhì)腔內(nèi)的速度，根據(jù)擴(kuò)散原理此時(shí)擴(kuò)散速度與傳 感器。外面待測(cè)水樣有機(jī)物濃度成正比，因此測(cè)量此時(shí)的光電流即可以確定
光電流與有機(jī)物含量(即化學(xué)需氧量COD)線性關(guān)系的斜率。
(3)測(cè)定未知水樣化學(xué)需氧(C0D)，將傳感器置于任意待測(cè)水樣中，只需 測(cè)出光電流，即可直接獲知化學(xué)需氧量(C0D)。
以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行 業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明 書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下， 本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范 圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求
1、一種光化學(xué)COD傳感器，其特征在于，包括電極本體，電極蓋，中央處理電路板，參比電極，工作電極，濾孔清洗刷，擴(kuò)散通道，支持電解液腔，支持電解液，紫外發(fā)光二極管，對(duì)電極，對(duì)電極電解液腔，對(duì)電極電解液，O形環(huán)，在所述的工作電極為具有光催化氧化功能的多層納米半導(dǎo)體電極，所述擴(kuò)散通道為具有光穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性的多孔濾芯，所述工作電極與對(duì)電極是通過細(xì)長的多孔擴(kuò)散通道分隔在兩個(gè)不同的電解液腔內(nèi)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種光化學(xué)COD傳感器，其特征在于，所述的 多層納米半導(dǎo)體電極為glass/Sn02/Ti02 。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種光化學(xué)COD傳感器，其特征在于，所述的 多孔濾芯為燒結(jié)聚四氟乙烯多孔濾芯，其孔徑尺寸為0.05-1.0微米。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種光化學(xué)COD傳感器，其特征在于，所述對(duì)電極為貴金屬網(wǎng)狀電極，常用的為鉑或黃金。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種光化學(xué)COD傳感器，其特征在于，所述的強(qiáng)電解質(zhì)為硝酸鈉。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種光化學(xué)傳感器，其特征在于，所述對(duì)電極 電解液為高錳酸鉀溶液。
7、 一種光化學(xué)COD傳感器的測(cè)量方法，其特征在于，包括以下步驟(1) 確定系統(tǒng)零點(diǎn)，將傳感器置于蒸餾水中，工作電極將支持電解質(zhì)腔內(nèi) 的有機(jī)物快速催化氧化，經(jīng)過一段時(shí)間后，支持電解質(zhì)腔內(nèi)有機(jī)物含量逐漸 下降，經(jīng)過足夠長的時(shí)間后基本趨近于零，此時(shí)光電流趨近于某一常數(shù)值即 系統(tǒng)的零點(diǎn)。(2) 確定斜率，將傳感器置于已知有機(jī)物濃度的水樣中，受擴(kuò)散通道聚四 氟乙烯濾芯擴(kuò)散面積的限制，有機(jī)物在工作電極表面被催化氧化的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn) 大于有機(jī)物通過聚四氟乙烯濾芯進(jìn)入支持電解液腔內(nèi)的速度，在某一時(shí)刻， 支持電解液腔內(nèi)有機(jī)物濃度基本為零，在待測(cè)水樣流動(dòng)的情況下，傳感器外 表面待測(cè)水樣的濃度在瞬時(shí)可以認(rèn)為是常數(shù)，此時(shí)光電流(扣除背景)大小 取決于有機(jī)物進(jìn)入支持電解質(zhì)腔內(nèi)的速度，根據(jù)擴(kuò)散原理此時(shí)擴(kuò)散速度與傳感器。外面待測(cè)水樣有機(jī)物濃度成正比，因此測(cè)量此時(shí)的光電流即可以確定光電流與有機(jī)物含量(即化學(xué)需氧量COD)線性關(guān)系的斜率。(3)測(cè)定未知水樣化學(xué)需氧(COD)，將傳感器置于任意待測(cè)水樣中，只需 測(cè)出光電流，即可直接獲知化學(xué)需氧量(COD)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光化學(xué)COD電極及其測(cè)量方法，所述工作電極為納米二氧化鈦光催化氧化電極，工作電極位于支持電解質(zhì)溶液腔內(nèi)，待測(cè)水樣中的有機(jī)物經(jīng)聚四氟乙烯濾芯通過擴(kuò)散進(jìn)入支持電解質(zhì)溶液腔內(nèi)到達(dá)工作電極表面，工作電極在紫外光照下產(chǎn)生光生電子和空穴，空穴被有機(jī)物捕獲將其催化氧化，光生電子在外電場(chǎng)作用下強(qiáng)制流向?qū)﹄姌O鉑電極，在鉑電極被對(duì)電極電解液腔內(nèi)的氧化劑捕獲，形成光電流，該電流大小取決于有機(jī)物擴(kuò)散進(jìn)入支持電解質(zhì)腔內(nèi)的速度，從而正比于待測(cè)水樣中可氧化有機(jī)物濃度，即水中COD含量，濾芯外表面帶自動(dòng)清洗刷，可以定時(shí)清洗濾芯外表面，防止濾芯堵塞。本發(fā)明實(shí)時(shí)性好即適用于野外便攜測(cè)量，也適用于長期實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
文檔編號(hào)G01N27/403GK101672821SQ20091018621
公開日2010年3月17日 申請(qǐng)日期2009年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月14日
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