二氧化氯分析技术PDF电子书下载

第1章 总论 1

1.1 水和空气中的二氧化氯 2

1.2 ClO2和 Cl2有关的化学反应和分析方法 5

1.3 基本回顾 7

1.4 DPD 法和碘量法 10

1.5 流动注射分析及其联用技术测定水中 ClO2、Cl2、ClO2-和 ClO3- 12

1.5.1 FIA-碘量法-光度法联用技术 12

1.5.2 FIA-UV 光度法联用技术 13

1.5.3 FIA-化学发光法联用技术 13

1.6 水中低含量 ClO2、ClO2-、ClO3-和 BrO3-的测定技术 13

1.6.1 水中低含量 ClO2的测定技术 13

1.6.2 水中低含量 ClO2与显色剂褪色或生色反应的吸收光谱技术 14

1.6.3 水中低含量 ClO2-、ClO3-和 BrO3-的测定技术 18

1.7 空气中二氧化氯的测定技术 19

2.1 连续碘量法测定水中 ClO2、Cl2、ClO2-和 ClO3- 21

第2章 改进的碘量法和 DPD 法测定水中 ClO2、Cl2及其氯氧化物 21

2.1.1 测定条件的选择 22

2.1.1.1 NaClO2的纯化 22

2.1.1.2 碘量法中 pH 值对 Cl2转化为 Cl-的影响 22

2.1.1.3 碘量法中 pH 值对 ClO2转化为 ClO2-的影响 23

2.1.1.4 碘量法中 pH 值对 ClO2-转化为 Cl-的影响 23

2.1.1.5 碘量法中 pH 值对 ClO3-转化为 Cl-的影响 24

2.1.2 连续碘量法分析流程 25

2.1.1.6 N2吹时间对 ClO2和 Cl2测定的影响 25

2.1.3 分析方法的准确度 27

2.1.4 分析方法的精密度 27

2.1.5 连续碘量法的灵敏度 29

2.1.6 连续碘量法的理论基础 29

2.1.7 小结 30

2.2 改进的 DPD 法测定水中低含量 ClO2、Cl2和 Br2 30

2.2.1 N-叔丁基邻氨甲酰苯甲酸的制备和分析溶液 32

2.2.2.1 不含 ClO2溶液中的游离性有效氯 FAC 和溴 FAB 的测定程序 33

2.2.2.2 ClO2的测定程序 33

2.2.2 分析测定程序 33

2.2.2.3 含有 ClO2溶液中的游离性有效氯 FAC 和溴 FAB 的测定程序 34

2.2.2.4 ClO2和游离性有效溴 FAB 的测定程序 34

2.2.2.5 ClO2、Cl2和 Br2的计算 34

2.2.3 DPD 法中的掩蔽剂 35

2.2.3.1 ClO2、Cl2和 Br2共存时，加甘氨酸只掩蔽 Cl2 35

2.2.3.2 ClO2、Cl2和 Br2共存时，加马来酸掩蔽 Cl2和 Br2 35

2.2.3.3 只有 Cl2和 Br2共存时，加甘氨酸掩蔽 Cl2 35

2.2.3.4 N-叔丁基邻氨甲酰苯甲酸钠是 Cl2的优良掩蔽剂 36

2.2.3.5 马来酸、甘氨酸和 N-叔丁基邻氨甲酰苯甲酸钠的掩蔽效果 37

2.2.4 小结 40

第3章 流动注射分析技术测定水中 ClO2及其氯氧化物 42

3.1 流动注射分析技术 42

3.1.1 流动注射分析的优点 42

3.1.2.2 进样系统 43

3.1.2.4 检测系统 43

3.1.2.3 混合反应系统 43

3.1.2.1 载流驱动系统 43

3.1.2 流动注射分析的装置和基本原理 43

3.2 流动注射分析法测定水中微量 ClO2——FIA-UV 光度法和 FIA-鲁米诺化学发光法 44

3.2.1 连续膜流动注射紫外光度法测定水中 ClO2 44

3.2.1.1 FIA-UV 光度法测量装置 45

3.2.1.2 测量方法 45

3.2.1.3 说明几个问题 45

3.2.2.1 化学发光 46

3.2.2 流动注射分析/鲁米诺化学发光法测定水中微量 ClO2 46

3.2.2.2 化学发光指示剂和测量 47

3.2.2.3 FIA/鲁米诺化学发光法流路和测量方法 48

3.2.3 小结 49

3.3 FIA/碘量法/光度法测定水中 ClO2、Cl2及其氯氧化物 49

3.3.1 FIA/碘量法/光度法测定水中 ClO2、Cl2、ClO2-和 ClO3-的基本原理 50

3.3.2 FIA/碘量法/光度法联用技术的流路系统 51

3.3.2.1 流路系统和测量 51

3.3.2.2 试剂 52

3.3.4 FIA/连续碘量法/光度法测定水中 ClO2和 Cl2的分析流程 53

3.3.3.2 方法的线性范围、准确度和检出限 53

3.3.4.1 分析流程 53

3.3.3 FIA/连续碘量法/光度法测定水中 ClO2-和 ClO3-的分析流程 53

3.3.3.1 分析流程 53

3.3.4.2 线性范围和准确度 54

3.3.5 小结 54

第4章 选择性测定水中 ClO2及氯氧化物的掩蔽剂 55

4.1 草酸、硫代乙酰胺、邻-联甲苯胺和氨基磺酸掩蔽剂 56

4.1.1 草酸作为 Cl2的掩蔽剂 56

4.1.2 硫代乙酰胺作为 ClO2和 Cl2的掩蔽剂 56

4.1.3 邻-联甲苯胺作为 ClO2和 Cl2的优良掩蔽剂 57

4.1.4 氨基磺酸作 Cl2的掩蔽剂 57

4.2 二甲亚砜是 Cl2的优良掩蔽剂之一 57

4.2.1 Cl2和 ClO2在有或无 DMSO 存在时的 UV 吸收光谱 58

4.2.1.1 试剂 58

4.2.1.2 绘制吸收光谱用溶液 58

4.2.1.3 Cl2和 ClO2在有或无 DMSO 存在时的吸收光谱 58

4.2.2 DMSO 与 Cl2反应产物的离子色谱鉴定 59

4.2.2.1 离子色谱条件 59

4.2.1.4 DMSO 是 Cl2的优良掩蔽剂 59

4.2.2.2 DMSO 与 Cl2反应的产物 60

4.2.3 DMSO 为掩蔽剂的碘量法测定水中的 ClO2 61

4.3 马来酸、甘氨酸和 N-叔丁基邻氨甲酰苯甲酸钠掩蔽剂 62

4.3.1 马来酸是 Cl2和 Br2的掩蔽剂 62

4.3.2 甘氨酸是 Cl2的掩蔽剂 62

4.3.3 N-叔丁基邻氨甲酰苯甲酸钠是 Cl2的优良掩蔽之一 62

4.4 氨缓冲液是游离性有效氯最成功的掩蔽剂 63

4.5 小结 63

5.1 吸收光谱法和示差光度法 65

第5章 吸收光谱法测定水中低浓度二氧化氯 65

5.2 甲酚红和酸性靛蓝示差光度法测定水中低含量 ClO2 66

5.2.1 甲酚红示差光度法测定水中微量二氧化氯 67

5.2.1.1 研究方法 67

5.2.1.2 反应与测定最佳 pH 值和消除干扰 68

5.2.1.3 甲酚红示差光度法测定水中微量 ClO2的分析流程 69

5.2.1.4 方法的准确度、精密度和最低检出限 70

5.2.1.5 小结 71

5.2.2 酸性靛蓝示差光度法测定水中微量二氧化氯 71

5.2.2.1 研究方法 72

5.2.2.2 测量条件的选择 73

5.2.2.3 酸性靛蓝示差光度法测定水中微量 ClO2的分析流程 75

5.2.2.4 方法的准确度、精密度和检出下限 75

5.2.2.5 小结 76

5.2.3 N2气吹脱、吸收溶剂和掩蔽剂 76

5.2.3.1 N2气吹脱-H2O 吸收 76

5.2.3.2 N2气吹脱-CCl4吸收 77

5.2.3.3 几种掩蔽剂对测定 ClO2的影响 77

5.2.3.4 其它掩蔽剂 78

5.2.4 小结 78

5.3 氯酚红示差光度法测定水中低含量 ClO2 78

5.3.1 研究方法和测量条件选择 79

5.3.1.1 贮备液 ClO2、FAC 和 NH2Cl 的测定方法 79

5.3.1.2 氯酚红 CPR 试剂的选择 80

5.3.1.3 CPR 浓度的选择 80

5.3.1.4 氯酚红 CPR 与 ClO2反应的 pH 值选择 81

5.3.2.1 ClO2-和 ClO3-对 CPR 法测定 ClO2的影响 82

5.3.2 ClO2-、ClO3-、NH2Cl 和 FAC 对 CPR 法测定 ClO2的影响 82

5.3.2.2 NH2Cl 和 FAC 对 CPR 法测定 ClO2的影响 84

5.3.3 氯酚红示差光度法测定水中低含量 ClO2的分析流程 86

5.3.4 方法的线性范围和检出限 86

5.3.5 小结 87

5.4 丽丝胺绿 B 光度法测定水中低浓度 ClO2 87

5.4.1 研究方法和测定条件选择 88

5.4.1.1 丽丝胺绿 B 光度法研究程序 88

5.4.1.2 DPD 被各种氯类物质氧化后的颜色稳定性 89

5.4.1.3 循环伏安法研究各种氯类物质对 DPD 的氧化行为 90

5.4.1.4 丽丝胺绿 B 光度法的条件选择 92

5.4.2 丽丝胺绿 B 光度法测定 ClO2的分析流程 97

5.4.3 方法的线性范围、准确度和检出限 97

5.4.4 丽丝胺绿 B 示差光度法测定水中低浓度 ClO2 98

5.4.5 小结 98

5.5 罗丹明 B 光度法测定水中低浓度 ClO2 99

5.5.1 测量条件和氯及其氯氧化物对测定 ClO2的影响 99

5.5.1.1 罗丹明 B 或罗丹明 B 与 ClO2反应溶液的测量 99

5.5.1.2 反应 pH 值的选择 100

5.5.1.3 FAC、NH2Cl、ClO2-和 ClO3-对测定 ClO2的影响 101

5.5.2 罗丹明 B 光度法测定水中低浓度 ClO2的分析流程 103

5.5.3 方法的线性范围、精密度和检出限 103

5.5.3.1 方法的线性范围 103

5.5.3.2 方法的精密度 103

5.5.3.3 方法的检出限 104

5.5.4 罗丹明 B 示差光度法测定水中低浓度 ClO2 104

5.5.5 小结 104

5.6.1.1 亚甲蓝萃取光度法研究程序 105

5.6.1 研究方法和测量条件 105

5.6 亚甲蓝萃取光度法测定水中低含量 ClO2 105

5.6.1.2 显色剂对测定的影响 106

5.6.1.3 显色反应的稳定性 106

5.6.1.4 pH 值的影响 107

5.6.1.5 ClO2、OCl-、ClO2-和 ClO3-对测定的干扰 107

5.6.2 亚甲蓝萃取光度法的分析流程 107

5.6.3 方法的线性范围、准确度、精密度和检出限 108

5.6.4 小结 109

6.1.1 研究方法 110

第6章 生物化学法和电化学法测定水中 ClO2 110

6.1 生物化学法测定水中低浓度 ClO2——酶催化活性黄示差光度法 110

6.1.2 测量的基本原理和影响因素 111

6.1.2.1 辣根过氧化酶的催化作用 111

6.1.2.2 活性黄染料与不同浓度辣根过氧化酶的反应速率 111

6.1.2.3 pH 值对酶催化法测定的影响 113

6.1.2.4 几种化合物对酶催化法测定 ClO2的影响 114

6.1.3 酶催化活性黄示差光度法的分析流程 115

6.1.4 方法的线性范围和检出限 115

6.1.5 酶催化法与其它方法的比较 115

6.1.6 生物化学法主要依据辣根过氧化酶的催化活性 117

6.1.7 小结 117

6.2 电化学法测定饮用水中微量 ClO2 117

6.2.1 极谱分析仪和茜素磺酸贮备液制备 118

6.2.2 吸收光谱法与电化学法研究表明 ClO2与 DASA 反应的化学计量数为4∶1 118

6.2.2.1 茜素磺酸 DASA 的 UV—可见吸收光谱 118

6.2.2.3 电化学法进一步证明 ClO2与 DASA 褪色反应的化学计量数为4∶1 119

6.2.2.2 吸收光谱法证明 ClO2与 DASA 褪色反应的化学计量数为4∶1 119

6.2.3 DASA 在 Hg 电极上的电化学行为 120

6.2.4 电化学分析方法的测量条件选择 122

6.2.4.1 pH 值 122

6.2.4.2 DASA 浓度 122

6.2.4.3 富集时间(td) 122

6.2.4.4 富集电位(?d)对微分脉冲溶出峰(ip)的影响 123

6.2.4.5 ClO2浓度对微分脉冲吸附溶出峰(ip)的影响 123

6.2.4.6 干扰 124

6.2.5 电化学法测定水中微量 ClO2的分析流程 125

6.2.6 方法的精密度和灵敏度 125

6.2.7 本方法与 DPD 法和 CPR 法比较 126

6.2.8 小结 127

第7章 离子色谱法测定水和空气中 ClO2、Cl2及其卤氧化物 128

7.1 离子色谱法测定水中微量 ClO2-、ClO3-和 BrO3-——以碳酸盐为淋洗液的 IC 法 129

7.1.1 碳酸盐淋洗液和阴离子浓度对分离的影响 129

7.1.1.1 离子色谱仪和分析溶液 129

7.1.1.2 碳酸盐淋洗液及其流速对阴离子分离的影响 130

7.1.1.3 水样中阴离子浓度对保留时间的影响 132

7.1.2 离子色谱法测定 ClO2-、ClO3-和 BrO3-时的干扰 132

7.1.3 梯度淋洗法的离子色谱条件 133

7.1.3.1 方法的准确度 133

7.1.3.2 方法的精密度 133

7.1.3.3 方法的灵敏度 136

7.1.4 恒溶剂成分(或等浓度)淋洗液的 IC 法测定饮用水中无机消毒副产物 136

7.1.5 NaClO2和“稳定性二氧化氯”溶液的离子色谱分析 137

7.1.6 水样的稳定性问题 138

7.1.7 小结 139

7.2 离子色谱法测定水中微量 ClO2-、ClO3-和 BrO3-——以硼酸盐为淋洗液的 IC 法 139

7.2.1 硼酸盐为淋洗液的离子色谱条件及对 ClO2-、ClO3-和 BrO3-的分离效果 140

7.2.1.1 离子色谱仪和分析溶液 140

7.2.1.2 硼酸盐为淋洗液的离子色谱条件 140

7.2.1.3 硼酸盐淋洗液/电导与 UV 检测器对 ClO2-、ClO3-和 BrO3-的分离效果 141

7.2.2 水样保存技术 142

7.2.2.1 强化试剂水——ClO2-保存技术 142

7.2.2.3 O3氧化水样——BrO3-保存技术 144

7.2.2.2 现场水样——ClO2-保存技术 144

7.2.3 保存剂对水中 ClO2-和 BrO3-保存效果分析 145

7.2.3.1 EDA 是水样中 ClO-2理想的保存试剂 145

7.2.3.2 保存试剂(NH4)2C2O4对 ClO2-活性的影响 146

7.2.3.3 EDA 保存试剂对 ClO2-稳定性的影响 146

7.2.3.4 实际水样的保存 147

7.2.3.5 臭氧氧化产生 BrO3-及其稳定性 150

7.2.4 方法的检出限(MDL) 150

7.2.5 小结 151

7.3 用非抑制离子色谱法测定空气中 ClO2和 Cl2 152

7.3.1 研究方法 153

7.3.1.1 离子色谱仪和分析溶液 153

7.3.1.2 流动相初选 153

7.3.2 空气中 ClO2和 Cl2的采集和分析测定 154

7.3.2.1 被动采样器、吸收溶剂和采样器的校准与配戴 154

7.3.2.2 分析测定 156

7.3.3.1 流动相的选择 157

7.3.3.2 离子色谱条件 157

7.3.3 离子色谱条件选择和阴离子对测定 ClO2-和 ClO-的影响 157

7.3.3.3 干扰阴离子对离子色谱法测定 ClO2-和 Cl-的影响 158

7.3.4 方法的灵敏度 158

7.3.5 实际应用 159

7.3.6 小结 161

7.4 空气中 ClO2和 Cl2的测定方法 162

7.4.1 吸收溶剂的选择 163

7.4.1.1 马来酸-碘化钾 KI 吸收 Cl2和 ClO2 163

7.4.1.2 水吸收 Cl2和 ClO2 163

7.4.2.1 光度法测定生成的 I2求出 Cl2和 ClO2的含量 164

7.4.2.2 CCl4吸收-碘量滴定法测定空气中 ClO2和 Cl2 164

7.4.1.3 CCl4作吸收剂 164

7.4.2 测定方法 164

7.4.1.4 中性磷酸盐缓冲液-碘化钠溶液作吸收剂 164

7.4.2.3 NaI-磷酸盐缓冲液吸收——IC 法测定空气中 Cl2和 ClO2 168

7.4.3 小结 169

第8章 饮用水中二氧化氯消毒副产物及其鉴定分析 170

8.1 饮用水中氯酸根离子的来源 170

8.1.1.1 水样 171

8.1.1 研究方法 171

8.1.1.2 水样的保存 172

8.1.1.3 ClO-3的测定 172

8.1.2 ClO2-和 ClO3-分析的质量控制及消毒系统数据 172

8.1.2.1 ClO2-和 ClO3-分析的质量控制数据 172

8.1.2.2 EDA 保存剂 174

8.1.2.3 应用预投 ClO2/后投 Cl2消毒系统 176

8.1.2.4 应用次氯酸盐 OCl-溶液消毒系统 176

8.1.2.6 原水 177

8.1.2.5 应用气体氯 Cl2消毒系统 177

8.1.3 各消毒系统中 ClO2-和 ClO3-分析 179

8.1.3.1 ClO2消毒副产物 ClO2-和 ClO3- 179

8.1.3.2 次氯酸盐 OCl-消毒副产物 ClO3- 180

8.1.3.3 用气体 Cl2消毒的水中无 ClO3- 184

8.1.3.4 原水中的 ClO3- 185

8.1.3.5 ClO3-的可能来源 185

8.1.4 小结 186

8.2 多光谱鉴定饮用水中 ClO2消毒副产物 186

8.2.1.1 ClO2处理及水样 188

8.2.1 ClO2处理和水样制备 188

8.2.1.2 大孔网状 XAD 树脂吸附浓缩富集水样 189

8.2.2 2-叔丁基马来酸酐的合成 190

8.2.3 多光谱分析技术 190

8.2.3.1 TOC 和 TOX 分析 190

8.2.3.2 高分辨率 GC/EI-MS 分析 191

8.2.3.3 低分辨率 GC/EI-MS 和 GC/CI-MS 分析 191

8.2.3.4 气相色谱/傅里叶变换红外分析(GC/FT-IR) 191

8.2.4 多光谱鉴定分析 192

8.2.4.1 多光谱鉴定 192

8.2.4.2 羧酸 195

8.2.4.3 马来酸酐(顺丁烯二酸酐) 196

8.2.4.4 卤代副产物 201

8.2.4.5 ClO2处理的效果 201

8.2.4.6 毒性和控制 202

8.2.5 小结 203

参考文献 204