Tổng số máy phân tích carbon hữu cơ thông qua quá trình oxy hóa phân hủy, công nghệ phát hiện và tiền xử lý mẫu và các liên kết khác, phân biệt chính xác và đo lường các hình thức khác nhau của carbon hữu cơ trong mẫu nước (chẳng hạn như carbon hữu cơ hòa tan, carbon hữu cơ dạng hạt, carbon hữu cơ dễ bay hơi, v.v.), nguyên tắc cốt lõi và cách thực hiện như sau:
I. Phân hủy oxy hóa: chuyển đổi thống nhất thành carbon dioxide có thể phát hiện được
Bước trung tâm của máy phân tích carbon hữu cơ tổng thể là oxy hóa các dạng carbon hữu cơ khác nhau thành carbon dioxide (CO₂), các phương pháp phổ biến bao gồm:
Phương pháp đốt xúc tác nhiệt độ cao: Ở nhiệt độ cao 680-950 ℃, bạch kim hoặc coban trioxit được sử dụng làm chất xúc tác để oxy hóa chất hữu cơ thành CO ₂. Phương pháp này thích hợp cho các mẫu carbon hữu cơ nồng độ cao (như nước thải công nghiệp) và có thể phân hủy các chất hữu cơ khó phân hủy.
Quá trình oxy hóa UV: Sử dụng ánh sáng UV 185nm để chiếu vào mẫu, kết hợp với chất xúc tác persulfate, oxy hóa carbon hữu cơ thành CO ₂. Phương pháp này nhạy cảm với các mẫu có nồng độ thấp nhưng khó xử lý các mẫu có độ mặn cao hoặc ma trận phức tạp.
Quá trình oxy hóa ướt: Quá trình oxy hóa carbon hữu cơ trong điều kiện nóng thông qua các chất oxy hóa mạnh như kali persulfate, dễ vận hành, nhưng hiệu quả oxy hóa bị ảnh hưởng nhiều bởi thành phần mẫu.
II. Công nghệ phát hiện: Định lượng carbon hữu cơ bằng nồng độ carbon dioxide
CO₂ được tạo ra bởi quá trình oxy hóa được phát hiện bằng các kỹ thuật sau, kết hợp với phương pháp xử lý mẫu để phân biệt các dạng carbon hữu cơ khác nhau:
Phát hiện hồng ngoại không phân tán (NDIR): CO₂ hấp thụ chọn lọc các bước sóng cụ thể của ánh sáng hồng ngoại với cường độ hấp thụ tỷ lệ thuận với nồng độ. Bằng cách đo giá trị hấp thụ, tổng hàm lượng carbon hữu cơ (TOC) có thể được định lượng.
Phương pháp dẫn điện: Sử dụng sự thay đổi độ dẫn của mẫu trước và sau phản ứng oxy hóa, tính toán sự khác biệt giữa tổng carbon và carbon vô cơ, gián tiếp thu được TOC. Phương pháp này có khả năng chống nhiễu mạnh và thích hợp cho các mẫu có độ mặn cao.
B5-03=giá trị thông số Ki, (cài 3)
Phép trừ khác biệt:
Nguyên tắc: Các mẫu nước được tiêm vào ống đốt nhiệt độ cao (đo tổng số carbon TC) và ống phản ứng nhiệt độ thấp (đo IC carbon vô cơ). TOC=TC-IC， Có thể phân biệt giữa carbon hữu cơ hòa tan (DOC) và carbon vô cơ.
Ứng dụng: Thích hợp cho các mẫu thông thường như nước mặt, nước uống, v.v.
Phương pháp trực tiếp:
Nguyên tắc: sục khí sau khi axit hóa mẫu nước loại bỏ CO ₂ do IC tạo ra, sau đó tiêm vào ống nhiệt độ cao để đo carbon hữu cơ còn lại (NPOC, không thể thổi ra carbon hữu cơ).
Hạn chế: Có thể mất chất hữu cơ dễ bay hơi, thích hợp cho các mẫu dễ bay hơi thấp.
Lọc với tiền xử lý axit hóa:
Lọc: DOC được tách ra từ carbon hữu cơ dạng hạt (POC) bằng cách sử dụng màng lọc 0,45μm.
Acid hóa: Loại bỏ nhiễu IC và đảm bảo độ chính xác của phép đo TOC.
IV. Ứng dụng kịch bản và lợi thế
Thông qua các phương pháp trên, máy phân tích carbon hữu cơ tổng thể có thể phân biệt chính xác các dạng carbon hữu cơ khác nhau trong nước, cung cấp dữ liệu quan trọng cho giám sát chất lượng nước, dược phẩm, chất bán dẫn và các ngành công nghiệp khác. Ví dụ, trong thử nghiệm an toàn nước uống, hàm lượng DOC có thể được định lượng để đánh giá rủi ro sản phẩm phụ khử trùng; Trong xử lý nước thải công nghiệp, các thay đổi POC có thể được theo dõi để tối ưu hóa quy trình xử lý. Độ nhạy cao (giới hạn phát hiện thấp tới 0,01mg/L) và khả năng chống nhiễu đảm bảo độ tin cậy của kết quả.