什么是總有機(jī)碳？

所有有機(jī)分子中都含有碳：總有機(jī)碳 (TOC) 是物質(zhì)中有機(jī)碳濃度的量度，被認(rèn)為是物質(zhì)污染或純度的最佳指標(biāo)。還可以測(cè)量無機(jī)碳 (TIC)、總碳 (TC) 甚至可吹掃和不可吹掃有機(jī)碳（POC 和 NPOC）的水平。

為什么測(cè)量 TOC 很重要？

作為一種分析技術(shù)，TOC 使各行各業(yè)的公司能夠了解他們使用的水是否足夠干凈，適合他們的流程和目的，并且一旦離開他們的場(chǎng)地就不會(huì)導(dǎo)致環(huán)境破壞。

TOC 還可以測(cè)試不同行業(yè)使用的不同清潔方法，幫助確保需要無污染水的系統(tǒng)可以放心地這樣做。

為什么水的純度很重要？

水在各種工業(yè)過程中有許多應(yīng)用。例如，它用于制藥工業(yè)、半導(dǎo)體制造和發(fā)電。飲用水還必須不含潛在的有害污染物。

這些以及其他應(yīng)用都依賴于純凈的水。如果它被污染或污染，那么它可能會(huì)給行業(yè)及其客戶或消費(fèi)者帶來非常嚴(yán)重的問題和挑戰(zhàn)。

例如，在制藥行業(yè)，高純水是多個(gè)生產(chǎn)過程中必不可少的組成部分之一。細(xì)菌污染會(huì)嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量。

水中的污染物可能是由于過濾系統(tǒng)故障，或存儲(chǔ)或其他組件或過程的問題。

通常需要以這種方式測(cè)試的水類型是：

• 公共飲用水供應(yīng)

• 工業(yè)廢水

• 發(fā)電廠的水

• 制藥商使用的水

• 電子制造中的用水量

需要對(duì)水進(jìn)行測(cè)試的兩個(gè)主要原因是用于工藝或質(zhì)量控制，或遵守特定法規(guī)。通過測(cè)試水的純度和測(cè)量污染物的水平，工業(yè)可以幫助保護(hù)他們的工藝、產(chǎn)品和消費(fèi)者。

TOC 分析的方法是什么？

任何 TOC 分析都涉及三個(gè)階段：

• 采樣

• 氧化

• 檢測(cè)

采樣

可以手動(dòng)或使用自動(dòng)進(jìn)樣器將樣品引入分析儀。

大多數(shù) TOC分析儀使用流動(dòng)注射樣品引入技術(shù)，其中注射泵通過 6/8 端口閥將等分樣品抽入儲(chǔ)液罐，切換閥門，然后添加稀釋劑，然后將樣品注入燃燒爐或 UV 池. 一些更先進(jìn)的系統(tǒng)不需要水庫。

另一種樣品引入方法是使用直接注入樣品引入，其中樣品直接注入到爐內(nèi)的催化劑上。

流動(dòng)注射是一種通常用于非常干凈的樣品的技術(shù)，因?yàn)?6/8 通閥和注射泵都容易受到顆粒的影響，要么阻塞流動(dòng)或損壞密封件。直接進(jìn)樣方法可以處理“更重和更臟”的樣品，因?yàn)樗鼪]有可能被堵塞的閥門或密封件。

氧化

氧化方法有很多種，最常見的三種是

• 光催化氧化 - 使用紫外線

• 化學(xué)氧化 - 使用過硫酸鈉和紫外線的組合

• 高溫燃燒——結(jié)合使用氧化催化劑和高溫。

如今，簡(jiǎn)單的光催化氧化儀器不太常見，重要的是高溫系統(tǒng)具有足夠高的范圍以確保所有碳鍵都可以斷裂。

檢測(cè)

TOC分析儀使用兩種類型的檢測(cè)系統(tǒng)：

• 非色散紅外 (NDIR)

• 電導(dǎo)檢測(cè)器。

NDIR 通過分析二氧化碳在光譜的紅外區(qū)域的吸收光譜來測(cè)量二氧化碳的含量。樣品產(chǎn)生的 CO2 在紅外線源和檢測(cè)器之間通過；吸收曲線的差異表明樣品中的 CO2 水平不同

電導(dǎo)檢測(cè)器測(cè)量樣品中溶解二氧化碳的水平，因?yàn)檫@種溶解的二氧化碳會(huì)形成（非常）弱酸。電導(dǎo)率的差異表明樣品中 CO2 的含量不同。

NDIR 探測(cè)器更為常見；它們更穩(wěn)健，不易受到離子干擾，通常可以在更寬的動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)工作。

電導(dǎo)檢測(cè)器更便宜，不需要載氣，但它們的動(dòng)態(tài)范圍更有限，更容易受到干擾。

TOC分析儀可以測(cè)量哪些類型的碳？

使用 TOC 分析，您可以測(cè)量樣品中不同形式的碳：

• 總有機(jī)碳 (TOC)

• 總碳 (TC)

• 總無機(jī)碳 (TIC)

• 可凈化有機(jī)碳 (POC)

• 不可吹掃有機(jī)碳 (NPOC)

• 溶解有機(jī)碳 (DOC)

雖然 TOC 是迄今為止測(cè)量不同行業(yè)和應(yīng)用最普遍的參數(shù)，但有時(shí)需要了解其他碳形式的含量，因此 TOC分析儀可以測(cè)量上述所有不同的碳種類非常重要。

你如何計(jì)算TOC？

TOC 將確定樣品中所有有機(jī)化合物的總和，但它是一種非特定的測(cè)量形式。這意味著它無法確定存在哪些單獨(dú)的有機(jī)化合物。

大多數(shù)化合物是數(shù)千種不同有機(jī)碳化合物的復(fù)雜組合。

在 TOC 分析中，有兩種常用的計(jì)算/方法可用于確定 TOC 值。它們是微分法和NPOC法。

微分法需要兩次分析測(cè)量。一種測(cè)量樣品中的總碳，另一種測(cè)量總無機(jī)碳（樣品被酸化，釋放的無機(jī)碳轉(zhuǎn)化為二氧化碳，然后測(cè)量）。然后使用簡(jiǎn)單的 TOC = TC – TIC 公式計(jì)算 TOC 值。

NPOC 方法通過酸化樣品并吹掃幾分鐘以驅(qū)除吹掃的碳來執(zhí)行。然后分析等分試樣，并將 NPOC 值視為與 TOC 值相同。

微分法的優(yōu)點(diǎn)是最終答案包括揮發(fā)性有機(jī)碳，但如果原始樣品中無機(jī)碳的含量特別高，則此方法不太適合。由于需要兩個(gè)等分試樣，因此總測(cè)量時(shí)間也更長(zhǎng)。

NPOC 方法對(duì) TIC 含量高的樣品效果更好，但這種方法的缺點(diǎn)是無法測(cè)量揮發(fā)性有機(jī)碳化合物。

大多數(shù) TOC分析儀允許使用任何一種方法，有些儀器在使用 NPOC 方法時(shí)甚至?xí)o出 TIOC 值。