应用于化学需氧量测试的催化剂及化学需氧量测试方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及水质监测技术领域，特别是涉及一种应用于化学需氧量测试的催化剂 及化学需氧量测试方法。
【背景技术】
[0002] 化学需氧量（Chemical Oxygen Demand，C0D)指在一定条件下，经重络酸盐氧化处 理时，水样中的溶解性物质和悬浮物所消耗的重铬酸盐相对应的氧的质量浓度。它是表征 水体中还原性物质的综合性指标，也是评价水体受有机物污染程度的重要指标，是水污染 分析中的常规分析工作。
[0003] 现行国标GB/T11914-89重铬酸钾氧化法以及其它现有技术，采用硫酸银作为催 化剂测定C0D，结果准确重现性好，但是催化效率较低，消解样品时间长达2h，极大的限制 了测试效率与单日样品处理量的提高。同时，被污染水体通常含有氯离子，氯离子的存在容 易与硫酸银形成氯化银沉淀，影响催化效果，因此为了消除氯离子干扰还需要先加入毒性 物质HgSO 4进行预处理，由此不仅操作繁琐，限制了测试效率提高，还造成了环境的二次污 染。此外，硫酸银的使用也增加了测试的成本，造成贵金属流失与浪费。
【发明内容】
[0004] 基于此，有必要提供一种催化效率高、环境友好且成本低的应用于化学需氧量测 试的催化剂。
[0005] 本发明提供硫酸氢钾和/或硫酸钾作为催化剂在化学需氧量测试中的应用。
[0006] 在其中一个实施例中，所述催化剂包括硫酸氢钾和硫酸钾。
[0007] 在其中一个实施例中，所述硫酸氢钾和硫酸钾的重量比为（10 :1)-(1 :10)。
[0008] 在其中一个实施例中，所述硫酸氢钾和硫酸钾的重量比为（3 :1)-(1 :5)。
[0009] 在其中一个实施例中，所述硫酸氢钾和硫酸钾的重量比为1 :1。
[0010] 本发明还提供一种化学需氧量测试方法，采用重铬酸钾氧化法，利用所述催化剂 催化重铬酸钾氧化反应的进行。
[0011] 在其中一个实施例中，所述催化剂的用量为待测样品中加入的重铬酸钾重量的 0· 1-14 倍。
[0012] 在其中一个实施例中，所述催化剂的用量为待测样品中加入的重铬酸钾重量的 1-2 倍。
[0013] 在其中一个实施例中，包括如下步骤：
[0014] 于待测样品中精确加入重铬酸钾标准溶液以及所述催化剂，同时加入浓硫酸使反 应液酸度在9. Omol/L-11. 2mol/L之间；
[0015] 加热至回流，反应0. 3-1. 0h，然后降至室温，对反应液中剩余的重铬酸钾含量进行 测定并换算成化学需氧量值，即完成测试。
[0016] 所述重铬酸钾标准溶液的浓度及用量可根据实际待测样品的被污染情况进行选 择。
[0017] 在其中一个实施例中，所述回流的反应时间为0. 4-0. 6h。
[0018] 本发明的原理及优点如下：
[0019] 参与氧化反应的催化剂包括金属化合物（如硫酸银）和金属原粉两大类，反应机 理主要包括三种：自由基自动氧化过程，金属离子络合催化过程以及氧催化转移过程。
[0020] 经本发明研究分析，目前现有技术加入的催化剂硫酸银参与的是催化氧化反应， 属于自由基自动氧化过程，其化学选择性和区位选择性较差，金属银离子的存在仅仅起加 速反应的作用，并不影响反应的选择性。基于此，本发明尝试寻找一种具有催化氧化功能的 金属化合物作为硫酸银的替代催化剂，使该催化剂具有与硫酸银相同或更优的催化氧化功 能，同时避免硫酸汞等剧毒抗干扰试剂的使用。
[0021] 本发明通过大量的实验研究发现，硫酸钾可以作为硫酸银的替代催化剂，催化提 速重铬酸钾的氧化反应，同时，当采用硫酸氢钾作为辅助催化剂，并将二者以重量比（10 : 1)-(1 :1〇)进行配合使用时，催化效率更高，可以有效的减少污水化学需氧量测试中重铬 酸钾的氧化消解时间，〇.5h左右即可完成消解，由此有效提高了测试效率与单日样品处理 量。此外，以硫酸钾和硫酸氢钾替代硫酸银，也避免了污水中氯离子的影响，无需加入剧毒 的抗干扰试剂或进行额外抗干扰步骤，实现了化学需氧量的绿色清洁测定，且操作简便，测 定结果更为精确。
[0022] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0023] 本发明所述应用于化学需氧量测试的催化剂，催化效率高，可以有效减少化学需 氧量测试过程中重铬酸钾的氧化消解时间，提高测试效率，且环境友好，成本低。
[0024] 本发明所述化学需氧量测试方法，测试效率较现有技术更高，且无需加入剧毒的 抗干扰试剂或进行额外抗干扰步骤，实现了化学需氧量的绿色清洁测定，操作简便，测定结 果更为精确。
【具体实施方式】
[0025] 以下结合具体实施例对本发明的应用于化学需氧量测试的催化剂及化学需氧量 测试方法作进一步详细的说明。
[0026] 实施例
[0027] 1、试剂与仪器
[0028] I. 1 试剂
[0029] 浓硫酸，AR ;硫酸钾，AR ;硫酸氢钾，AR ;重铬酸钾，AR ;硫酸亚铁铵，AR ;
[0030] 邻苯二甲酸氢钾（C0D标准值为500mg/L，不确定度20);试亚铁灵指示剂；环境标 准样GSBZ200187 (C0D标准值为135mg/L，不确定度7)。
[0031] 1.2 仪器
[0032] COD自动消解仪；50ml酸式滴定管；电子天平，精度0· OOOlg。
[0033] 2、测试步骤
[0034] (1)测试组：于消解管中加入待测样品10mL，加水稀释至20mL作为测试组；空白 对照组：同测试组；对照组：于消解管中加入20mL水；
[0035] (2)于各组中分别精确加入IOmL重铬酸钾标准溶液（浓度为0· 25mol/L)和几颗 防爆沸玻璃珠，摇匀；
[0036] (3)除空白对照组外，其余组分别取催化剂I. 0-10g，加入浓硫酸40mL配成混合液 后，缓慢滴加至消解管中，摇匀，反应液酸度在9. Omol/L-11. 2mol/L之间；
[0037] (4)分别将消解管安装至COD自动消解仪，加热至回流，反应消解指定时间后，冷 却至室温；
[0038] (5)加入试亚铁灵指示剂，以硫酸亚铁铵对反应液中剩余的重络酸钾含量进行滴 定并换算成COD值，换算方法同国标GB/T11914-89。<