TORAY東麗 總有機(jī)碳自動(dòng)分析儀（TOC計(jì)）工作原理詳解

TORAY東麗 總有機(jī)碳自動(dòng)分析儀（TOC計(jì)）工作原理詳解

總有機(jī)碳（Total Organic Carbon, TOC）分析儀是一種用于測(cè)量水樣中有機(jī)碳含量的高精度儀器，廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)、制藥、化工、食品飲料等行業(yè)。

TORAY東麗作為 高科技材料制造商，其TOC分析儀以其高精度、可靠性和自動(dòng)化程度而備受青睞。

本文將詳細(xì)解析 TORAY 東麗總有機(jī)碳自動(dòng)分析儀的工作原理，幫助讀者深入了解其技術(shù)核心。

1. TOC分析的基本概念

總有機(jī)碳（TOC）是指水體中所有有機(jī)化合物中的碳含量，是評(píng)價(jià)水質(zhì)污染程度的重要指標(biāo)。

TOC分析儀通過(guò)將有機(jī)碳轉(zhuǎn)化為二氧化碳（CO?），然后測(cè)量CO?的濃度來(lái)計(jì)算TOC值。

1.1 TOC的組成

TOC通常包括以下兩部分：

• 可溶性有機(jī)碳（DOC）：溶解在水中的有機(jī)碳。

• 顆粒有機(jī)碳（POC）：以顆粒形式懸浮在水中的有機(jī)碳。

1.2 TOC分析的意義

TOC分析可以快速、準(zhǔn)確地評(píng)估水樣中的有機(jī)物污染程度，廣泛應(yīng)用于以下領(lǐng)域：

• 環(huán)境監(jiān)測(cè)：評(píng)估水體污染狀況。

• 制藥行業(yè)：確保注射用水（WFI）和純化水的質(zhì)量。

• 化工行業(yè)：監(jiān)控工藝用水和廢水處理效果。

• 食品飲料行業(yè)：檢測(cè)生產(chǎn)用水的純凈度。

2. TORAY東麗TOC分析儀的工作原理

TORAY東麗TOC分析儀的工作原理基于

高溫催化氧化法 或 紫外-過(guò)硫酸鹽氧化法，將水樣中的有機(jī)碳wan全氧化為CO?，然后通過(guò)檢測(cè)CO?的濃度來(lái)計(jì)算TOC值。

以下是其工作流程的詳細(xì)解析。

2.1 樣品預(yù)處理

在分析之前，水樣需要進(jìn)行預(yù)處理，以去除無(wú)機(jī)碳（IC）的干擾。無(wú)機(jī)碳主要以碳酸鹽（CO?2?）和碳酸氫鹽（HCO??）的形式存在。

• 酸化處理：向水樣中加入酸（如鹽酸），將無(wú)機(jī)碳轉(zhuǎn)化為CO?。

• 吹掃脫氣：通過(guò)惰性氣體（如氮?dú)猓O?從水樣中吹掃出來(lái)，確保后續(xù)測(cè)量的準(zhǔn)確性。

2.2 有機(jī)碳的氧化

經(jīng)過(guò)預(yù)處理的水樣進(jìn)入氧化反應(yīng)器，有機(jī)碳被wan全氧化為CO?。TORAY東麗TOC分析儀通常采用以下兩種氧化方法：

2.2.1 高溫催化氧化法

• 高溫燃燒：水樣在高溫（通常為 680°C 以上）條件下，通過(guò)催化劑（如鉑）的作用，有機(jī)碳被wan全氧化為CO?。

• 反應(yīng)方程式：

  $$\text{有機(jī)碳}+{\text{O}}_2\stackrel{\text{高溫催化劑}}{\to }{\text{CO}}_2+{\text{H}}_2\text{O}$$有機(jī)碳+O2高溫催化劑CO2+H2O

2.2.2 紫外-過(guò)硫酸鹽氧化法

• 紫外光照射：水樣在紫外光（UV）照射下，與過(guò)硫酸鹽（如過(guò)硫酸鉀）反應(yīng)，有機(jī)碳被氧化為CO?。

• 反應(yīng)方程式：

  $$\text{有機(jī)碳}+{\text{S}}_2{\text{O}}_8^{2?}\stackrel{\text{UV}}{\to }{\text{CO}}_2+{\text{SO}}_4^{2?}$$有機(jī)碳+S2O82?UVCO2+SO42?

2.3 CO?的檢測(cè)

氧化生成的CO?通過(guò)檢測(cè)器進(jìn)行定量分析。TORAY東麗TOC分析儀通常采用以下兩種檢測(cè)方法：

2.3.1 非分散紅外檢測(cè)法（NDIR）

• 原理：CO?對(duì)特定波長(zhǎng)的紅外光有強(qiáng)烈的吸收作用，通過(guò)測(cè)量紅外光的吸收強(qiáng)度來(lái)計(jì)算CO?濃度。

• 優(yōu)點(diǎn)：高靈敏度、高選擇性，適用于低濃度CO?的檢測(cè)。

2.3.2 電導(dǎo)率檢測(cè)法

• 原理：CO?溶于水后形成碳酸（H?CO?），導(dǎo)致水樣電導(dǎo)率的變化。通過(guò)測(cè)量電導(dǎo)率的變化來(lái)計(jì)算CO?濃度。

• 優(yōu)點(diǎn)：適用于高濃度CO?的檢測(cè)，成本較低。

2.4 數(shù)據(jù)處理與結(jié)果輸出

檢測(cè)器將CO?濃度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，傳輸至儀器的數(shù)據(jù)處理單元。根據(jù)CO?濃度與有機(jī)碳的對(duì)應(yīng)關(guān)系，計(jì)算出水樣中的TOC值。結(jié)果可以通過(guò)以下方式輸出：

• 數(shù)字顯示：在儀器屏幕上直接顯示TOC值。

• 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：將測(cè)量結(jié)果存儲(chǔ)在儀器內(nèi)存中。

• 數(shù)據(jù)傳輸：通過(guò)接口（如RS-232、USB）將數(shù)據(jù)傳輸至計(jì)算機(jī)或控制系統(tǒng)。

3. TORAY東麗TOC分析儀的特點(diǎn)

3.1 高精度與高靈敏度

采用先進(jìn)的氧化和檢測(cè)技術(shù)，確保測(cè)量結(jié)果的高精度和高靈敏度，能夠檢測(cè)低至 ppb 級(jí)的TOC濃度。

3.2 自動(dòng)化程度高

• 自動(dòng)進(jìn)樣：支持連續(xù)自動(dòng)進(jìn)樣，提高分析效率。

• 自動(dòng)校準(zhǔn)：內(nèi)置校準(zhǔn)功能，確保測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

• 自動(dòng)清洗：分析完成后自動(dòng)清洗系統(tǒng)，避免交叉污染。

3.3 寬測(cè)量范圍

適用于從超純水到高濃度廢水的TOC分析，滿(mǎn)足不同行業(yè)的需求。

3.4 低維護(hù)成本

模塊化設(shè)計(jì)，易于維護(hù)和更換部件，降低使用成本。

4. 應(yīng)用實(shí)例

4.1 環(huán)境監(jiān)測(cè)

用于監(jiān)測(cè)地表水、地下水和廢水中的TOC濃度，評(píng)估水體污染狀況。

4.2 制藥行業(yè)

用于檢測(cè)注射用水（WFI）和純化水中的TOC濃度，確保藥品生產(chǎn)用水的質(zhì)量。

4.3 化工行業(yè)

用于監(jiān)控工藝用水和廢水處理效果，優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程。

4.4 食品飲料行業(yè)

用于檢測(cè)生產(chǎn)用水的純凈度，確保產(chǎn)品質(zhì)量和安全。

結(jié)論

TORAY東麗總有機(jī)碳自動(dòng)分析儀（TOC計(jì)）通過(guò)高溫催化氧化或紫外-過(guò)硫酸鹽氧化法將水樣中的有機(jī)碳轉(zhuǎn)化為CO?，

并采用非分散紅外檢測(cè)法或電導(dǎo)率檢測(cè)法測(cè)量CO?濃度，從而計(jì)算出TOC值。

其高精度、高靈敏度和自動(dòng)化程度使其成為水質(zhì)分析領(lǐng)域的理想選擇。

通過(guò)深入了解其工作原理，用戶(hù)可以更好地發(fā)揮其性能優(yōu)勢(shì)，提升水質(zhì)監(jiān)測(cè)的效率和準(zhǔn)確性。