應(yīng)用于化學需氧量測試的催化劑及化學需氧量測試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及水質(zhì)監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種應(yīng)用于化學需氧量測試的催化劑 及化學需氧量測試方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 化學需氧量（Chemical Oxygen Demand，C0D)指在一定條件下，經(jīng)重絡(luò)酸鹽氧化處 理時，水樣中的溶解性物質(zhì)和懸浮物所消耗的重鉻酸鹽相對應(yīng)的氧的質(zhì)量濃度。它是表征 水體中還原性物質(zhì)的綜合性指標，也是評價水體受有機物污染程度的重要指標，是水污染 分析中的常規(guī)分析工作。
[0003] 現(xiàn)行國標GB/T11914-89重鉻酸鉀氧化法以及其它現(xiàn)有技術(shù)，采用硫酸銀作為催 化劑測定C0D，結(jié)果準確重現(xiàn)性好，但是催化效率較低，消解樣品時間長達2h，極大的限制 了測試效率與單日樣品處理量的提高。同時，被污染水體通常含有氯離子，氯離子的存在容 易與硫酸銀形成氯化銀沉淀，影響催化效果，因此為了消除氯離子干擾還需要先加入毒性 物質(zhì)HgSO 4進行預處理，由此不僅操作繁瑣，限制了測試效率提高，還造成了環(huán)境的二次污 染。此外，硫酸銀的使用也增加了測試的成本，造成貴金屬流失與浪費。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 基于此，有必要提供一種催化效率高、環(huán)境友好且成本低的應(yīng)用于化學需氧量測 試的催化劑。
[0005] 本發(fā)明提供硫酸氫鉀和/或硫酸鉀作為催化劑在化學需氧量測試中的應(yīng)用。
[0006] 在其中一個實施例中，所述催化劑包括硫酸氫鉀和硫酸鉀。
[0007] 在其中一個實施例中，所述硫酸氫鉀和硫酸鉀的重量比為（10 :1)-(1 :10)。
[0008] 在其中一個實施例中，所述硫酸氫鉀和硫酸鉀的重量比為（3 :1)-(1 :5)。
[0009] 在其中一個實施例中，所述硫酸氫鉀和硫酸鉀的重量比為1 :1。
[0010] 本發(fā)明還提供一種化學需氧量測試方法，采用重鉻酸鉀氧化法，利用所述催化劑 催化重鉻酸鉀氧化反應(yīng)的進行。
[0011] 在其中一個實施例中，所述催化劑的用量為待測樣品中加入的重鉻酸鉀重量的 0· 1-14 倍。
[0012] 在其中一個實施例中，所述催化劑的用量為待測樣品中加入的重鉻酸鉀重量的 1-2 倍。
[0013] 在其中一個實施例中，包括如下步驟：
[0014] 于待測樣品中精確加入重鉻酸鉀標準溶液以及所述催化劑，同時加入濃硫酸使反 應(yīng)液酸度在9. Omol/L-11. 2mol/L之間；
[0015] 加熱至回流，反應(yīng)0. 3-1. 0h，然后降至室溫，對反應(yīng)液中剩余的重鉻酸鉀含量進行 測定并換算成化學需氧量值，即完成測試。
[0016] 所述重鉻酸鉀標準溶液的濃度及用量可根據(jù)實際待測樣品的被污染情況進行選 擇。
[0017] 在其中一個實施例中，所述回流的反應(yīng)時間為0. 4-0. 6h。
[0018] 本發(fā)明的原理及優(yōu)點如下：
[0019] 參與氧化反應(yīng)的催化劑包括金屬化合物（如硫酸銀）和金屬原粉兩大類，反應(yīng)機 理主要包括三種：自由基自動氧化過程，金屬離子絡(luò)合催化過程以及氧催化轉(zhuǎn)移過程。
[0020] 經(jīng)本發(fā)明研究分析，目前現(xiàn)有技術(shù)加入的催化劑硫酸銀參與的是催化氧化反應(yīng)， 屬于自由基自動氧化過程，其化學選擇性和區(qū)位選擇性較差，金屬銀離子的存在僅僅起加 速反應(yīng)的作用，并不影響反應(yīng)的選擇性?；诖?，本發(fā)明嘗試尋找一種具有催化氧化功能的 金屬化合物作為硫酸銀的替代催化劑，使該催化劑具有與硫酸銀相同或更優(yōu)的催化氧化功 能，同時避免硫酸汞等劇毒抗干擾試劑的使用。
[0021] 本發(fā)明通過大量的實驗研究發(fā)現(xiàn)，硫酸鉀可以作為硫酸銀的替代催化劑，催化提 速重鉻酸鉀的氧化反應(yīng)，同時，當采用硫酸氫鉀作為輔助催化劑，并將二者以重量比（10 : 1)-(1 :1〇)進行配合使用時，催化效率更高，可以有效的減少污水化學需氧量測試中重鉻 酸鉀的氧化消解時間，〇.5h左右即可完成消解，由此有效提高了測試效率與單日樣品處理 量。此外，以硫酸鉀和硫酸氫鉀替代硫酸銀，也避免了污水中氯離子的影響，無需加入劇毒 的抗干擾試劑或進行額外抗干擾步驟，實現(xiàn)了化學需氧量的綠色清潔測定，且操作簡便，測 定結(jié)果更為精確。
[0022] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
[0023] 本發(fā)明所述應(yīng)用于化學需氧量測試的催化劑，催化效率高，可以有效減少化學需 氧量測試過程中重鉻酸鉀的氧化消解時間，提高測試效率，且環(huán)境友好，成本低。
[0024] 本發(fā)明所述化學需氧量測試方法，測試效率較現(xiàn)有技術(shù)更高，且無需加入劇毒的 抗干擾試劑或進行額外抗干擾步驟，實現(xiàn)了化學需氧量的綠色清潔測定，操作簡便，測定結(jié) 果更為精確。
【具體實施方式】
[0025] 以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的應(yīng)用于化學需氧量測試的催化劑及化學需氧量 測試方法作進一步詳細的說明。
[0026] 實施例
[0027] 1、試劑與儀器
[0028] I. 1 試劑
[0029] 濃硫酸，AR ;硫酸鉀，AR ;硫酸氫鉀，AR ;重鉻酸鉀，AR ;硫酸亞鐵銨，AR ;
[0030] 鄰苯二甲酸氫鉀（C0D標準值為500mg/L，不確定度20);試亞鐵靈指示劑；環(huán)境標 準樣GSBZ200187 (C0D標準值為135mg/L，不確定度7)。
[0031] 1.2 儀器
[0032] COD自動消解儀；50ml酸式滴定管；電子天平，精度0· OOOlg。
[0033] 2、測試步驟
[0034] (1)測試組：于消解管中加入待測樣品10mL，加水稀釋至20mL作為測試組；空白 對照組：同測試組；對照組：于消解管中加入20mL水；
[0035] (2)于各組中分別精確加入IOmL重鉻酸鉀標準溶液（濃度為0· 25mol/L)和幾顆 防爆沸玻璃珠，搖勻；
[0036] (3)除空白對照組外，其余組分別取催化劑I. 0-10g，加入濃硫酸40mL配成混合液 后，緩慢滴加至消解管中，搖勻，反應(yīng)液酸度在9. Omol/L-11. 2mol/L之間；
[0037] (4)分別將消解管安裝至COD自動消解儀，加熱至回流，反應(yīng)消解指定時間后，冷 卻至室溫；
[0038] (5)加入試亞鐵靈指示劑，以硫酸亞鐵銨對反應(yīng)液中剩余的重絡(luò)酸鉀含量進行滴 定并換算成COD值，換算方法同國標GB/T11914-89。<