光催化微反應器的制備及其在水樣環(huán)境監(jiān)測中的應用.pdf

1、環(huán)境水質(zhì)監(jiān)測作為防控水污染的一個重要手段,大部分環(huán)境監(jiān)測項目都需要進行樣品預處理，如 COD，重金屬、有機磷等。傳統(tǒng)的預處理技術包含了高溫高壓消解、氧化法、微波消解法等。這些方法通常需要使用強酸，會造成環(huán)境污染；有些需要加熱或微波輔助，需要專用設備，操作過程繁瑣，耗時，難于實現(xiàn)自動化。
　　光催化氧化技術作為一種預處理技術，具有環(huán)保、節(jié)能、無污染的特點。微反應器技術順應了分析系統(tǒng)的微型化、便攜化發(fā)展趨勢。兩者結合產(chǎn)生的光催化微反應

2、器技術，兼具了環(huán)保、無污染、便攜的優(yōu)點，能夠使環(huán)境檢測更加適于現(xiàn)場在線檢測。
　　本文工作主要是研究光催化微反應器的制備及其在環(huán)境水樣中有機磷，重金屬在線檢測方面的應用。
　　論文第一章從環(huán)境檢測的常見預處理技術、光催化氧化技術、光催化技術與微反應器技術的結合應用以及環(huán)境檢測方法這幾個方面進行了綜述。
　　第二章介紹了光催化微反應器的制備以及溶膠凝膠法TiO2涂層的方法，并對制得的TiO2涂層光催化微反應器性能進行了檢

3、測。在實驗過程中對水熱流速、時間、涂層厚度和Si摻雜這幾個方面條件進行優(yōu)化，最后制得的光催化微反應器具有良好的光催化效率，用亞甲基藍進行檢測時，初次降解效率可達97.1%。然而溶膠凝膠TiO2涂層穩(wěn)定性較差（RSD=26.7%，n=7）。而粉末溶膠法制備的TiO2涂層穩(wěn)定、光催化效率高，因此本文采用粉末溶膠法制備的TiO2涂層微流控芯片作為光催化微反應器，進行后續(xù)的有機磷及EDTA光降解研究。
　　第三章制備了粉末納米 TiO2溶

4、膠涂層的光催化微反應器，以紫外分光光度計為檢測器，建立了集成了光催化消解預處理功能與在線檢測功能的微分析系統(tǒng)。并將其應用于水樣有機磷光催化降解及在線檢測。考察并優(yōu)化了光照強度、反應液流速、抗壞血酸與鉬酸鹽溶液流速、反應液pH值等反應條件對有機磷降解效率的影響。優(yōu)化了抗壞血酸與鉬酸鹽溶液流速，降低了有機磷的檢出限。并考察了標準磷酸鹽、毒死蜱、丙溴磷等兩種有機磷在最佳條件下的濃度-吸光度曲線，標準磷酸鹽的線性回歸方程為y=0.1125x+0

5、.1702，R2=0.9904，檢出限為0.013mg/L，回收率為80.0%。完成一次測定（包括有機磷光降解和總磷在線檢測）的時間約為40min。
　　第四章建立了以粉末納米 TiO2溶膠涂層的光催化微反應器為反應器，以電化學分析系統(tǒng)為檢測器的集成光催化消解預處理功能與在線檢測功能的微分析系統(tǒng)，研究了其在重金屬水樣預處理與檢測方面的應用。優(yōu)化了光照強度、反應液流速、氧化劑流速、反應液pH值這幾個方面的條件。最佳條件下Cd2+-E