TOC分析原理.ppt

内　　　容 1. 碳 2. 总碳TC的测定 3. 无机碳IC的测定 4. 不可吹扫有机碳NPOC的测定 5. 可吹扫有机碳POC的测定 6. 总有机碳TOC的测定 7. 样品的进样 8. NDIR检测器 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 水中碳的形态 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 TOC的历史 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。 总碳 TC, Total Carbon 无机碳 IC, Inorganic Carbon 总有机碳 TOC, Total Organic Carbon 技 术 术 语 不可吹除有机碳 （NPOC, Non-Purgeable Organic Carbon） 可吹除有机碳 （POC, Purgeable Organic Carbon） 溶解性有机碳 （DOC, Dissolved Organic Carbon） 悬浮状有机碳 （SOC, Suspended Organic Carbon） 挥发性有机碳 （VOC, Volatile Organic Carbon） 非挥发性有机碳 （NVOC, Non-Volatile Organic Carbon） 总碳（TC） 不论形式，所有的有机和无机碳物种的总和。 TC 的测定过程，将TC氧化生成 CO2。 TC的氧化方法 （1）催化燃烧 （2）紫外（UV）氧化 （3）过硫酸盐 （4）UV-过硫酸盐 水在加热后，产生激发态羟基OH*。 在催化剂的存在下，OH*与碳化合物反应生成CO2 和 H2O。 含碳物质在高温（900—1000℃）催化（如铂）燃烧，完全氧化。 岛津的TOC 在较低温度 680℃下催化燃烧。 680℃ 低于盐类熔融温度 如熔融温度：NaCl 800 ℃ CaCl2 774 ℃ 使用680℃可防止由于盐熔融而使燃烧管失去光泽及对催化剂的损坏，如海水。 检测器损坏和干扰可降至最低 增加燃烧炉的寿命 适用于下列测定： 纯化水/制药工业中的洁净度认证 原水/中水/废水 （2）紫外氧化（UV Oxidation） 紫外光（185nm）与水反应生成激发态羟基OH*。 激发态羟基OH*将有机碳物质氧化，形成二氧化碳和水。 对复杂及高分子量的碳化合物，二氧化碳的转化率很低。　如颗粒状有机物、药物及蛋白质。所以，不适用于TOC含量高的样品，如原水、 废水、 工艺用水及洁净度认证。 由于最终产物是二氧化碳，为得到更精确的结果，样品中的无机碳应在样品注射进紫外反应器前除去（NPOC法）。 适用于： 半导体工业需求的超高纯净水 制药工业有限制标准的纯净水 （3）过硫酸盐氧化 过硫酸盐是氧化剂，通常需要结合高温和高压。 水在加热或加压下产生OH＊基。 过硫酸盐在加热也产生 OH* 基： 激发态羟基OH*将有机碳物质氧化，生成二氧化碳和水。 与UV 方法比较，是一个改进的氧化方法。但是对于复杂的含碳样品如：腐蚀酸、磺酸盐、高分子量化合物等仍不够。 不适合于分析TOC含量高的样品。 （4）紫外-过硫酸盐氧化 紫外光与水反应生成OH*： UV 也刺激过硫酸盐产生OH* 基： OH*与有机化合物反应： 适合于： 半导体工业的回收水 制药业的纯化水 冷却水/锅炉供水等 在岛津的 TOC 分析仪中， 为得到更好的性能，采用加热（80℃）和UV-过硫酸盐相结合。 紫外-过硫酸盐-加热氧化 对所有上述测定的有机化合物，紫外-过硫酸盐-加热氧化法得到最好的回收率。 紫外-过硫酸盐-加热氧化 平均分析时间： 峰1–紫外-加热-过硫酸盐氧化（UHP）= 2.84 min 峰2–紫外-过硫酸盐（UP）= 4.45 min 峰3–加热-过硫酸盐（HP）= 5.48 min 检测氧化能力 美国药典（USP）和欧洲药典（EP）使用1,4-苯醌 日本药典（JP）使用十二烷基苯磺酸钠 ISO 8245和EN 1484使用酞菁铜四磺酸T四钠盐和纤维素 日本工业标准（JIS）K 0805使用酒石酸、1,10-菲咯啉、 谷氨酸和丙醇 TC氧化方法 无机碳（IC） 包括碳酸根、碳酸氢根、碳酸、溶解性二氧化碳 最普遍的无机碳化合物形态是碳酸根离子，碳酸根离子与二氧化碳之间处于平衡状态。 水中 IC 的形态 水中总二氧化碳（CO2）= 溶解性二氧化碳 （CO2） +碳酸（H2CO3）