光催化微反应器中有机磷的降解及在线检测(2)

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磷是自然界中非常重要的元素，是生物所必需的营养。但随着工业废水和生活污水的大量排放，导致水体中磷含量过高。磷含量过高，促使水体中自养型生物旺盛生长，导致水体富营养化[1]。总磷是水中各种形态磷的总和，为了保护水资源，在水质监测中常把总磷作为一项重要的监测分析项目和水质评价指标。目前，总磷含量在环境污染中仍未达标故，因此，准确监测水体中总磷含量是极为重要的[2]。源:自*751`%论,文'网·www.751com.cn/

总磷主要是将污染的水体中的有机磷消解成正磷酸盐后再测定。主要方法有钼酸铵分光光度法[3-5]、离子色谱法[6,7]、氯化亚锡还原光度法[8,9]等。但氯化亚锡还原光度法测定时若检测样品中含有杂质离子，会对检测结果造成较大的偏差[10,11]。而且SnCl2试剂很不稳定，使用期短。离子色谱法测定时抑制电流、淋洗液浓度等都会影响其分离效果和灵敏度[6,7]，从而影响测定结果。相对来说，钼酸铵分光光度法准确度高，稳定性好，检出限低。刘辉等[3]用钼酸铵分光光度法于710nm处测定总磷的检测限为2.10×10-3mg/L。

预处理的消解方法有硝酸-高氯酸消解法[4]、微波消解法[12,13]、过硫酸钾消解法[4,14]以及目前运用范围最较广，具有明显优势的纳米TiO2光催化消解法[15,16]等。但硝酸-高氯酸消解法适用于水中的有机物不能用过硫酸钾完全氧化消解时，因为高氯酸钾和有机混合物经加热易发生危险[17]。过硫酸钾消解法得到的检出限为0.01mg/L[4]。但是该消解方法消解率不够，从而导致了检测灵敏度低，不利于实现自动或快速分析。微波消解法对于一些难溶性样品的分解尤为有效[18]，提高了分析的准确性。但其废液回收较难，对环境造成了一定的危害。

光催化技术是一种新兴的样品预处理技术，其反应条件温和且易于控制，对污染物降解彻底且物二次污染，近几年在环境净化方面得到了广泛的研究。目前具有光催化功能的半导体材料主要包括TiO2、ZnO2、ZrO2、CdS、ZnS和SnO2等[19]。光催化剂在适宜的条件下可以利用光生电子和空穴的氧化还原作用，几乎可以将水中全部的有机污染物降解，并将其转化为CO2、H2O及其它无机物[20]。其中TiO2具有耐腐蚀、化学稳定性高、廉价、价带能级较深、且对人体无害等特点，被广泛的用于环境检测中。例如：殷晓梅等[21]研究发现UV-TiO2光催化降解体系比之可有效提高乙酰甲胺磷的降解率，催化剂添加量为0.1g/L时，降解率即可达到99.9%。艾仕云等[22]制备了TiO2溶胶经过适当处理煅烧后得到纳米TiO2膜来催化降解有机磷并以磷钼酸修饰电极测定水体中总磷的新方法测得HEDP的线性检测范围为0.04—16mg/L，检出限为0.02mg/L。光催化氧化技术在水样消解方面作为一种高效、绿色、节能的技术，具有良好的应用前景。文献综述

微型化是未来仪器仪表的发展趋势之一，由于微电子机械技术的发展，价格的降低等。微型分析系统可以降低能耗，减少试剂的使用，并且减少了废物的产生，符合现在“绿色化学”的方向[23]。微控流芯片目前主要运用在分析化学方面，以微管道网络为结构，具有液体流动可控、消耗试样和试剂极少、分析速度成十倍上百倍地提高等特点，并且可以在线实现样品的预处理及分析全过程。目前微流控芯片已用作光催化微反应器，以及有机物的光催化降解与合成。光催化微反应器相比于常规的光催化反应器具有微通道内表面可负载大比表面积的固体催化剂、紫外光透射率高、光催化效率高等优点[24]。叶美英等[25]设计了以内壁涂覆纳米TiO2薄膜的微控流芯片为光催化微反应器，研究了TiO2/H2O2协同催化光降解亚甲基蓝的反应条件，并在此基础上进行了环境水样中的重金属含量分析。然而光催化微流控反应器在有机磷的光催化消解和总磷在线检测方面进行运用的报道还很少见。