納米醫學論文模板(10篇)

導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇納米醫學論文，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

篇1

關鍵詞：納米材料生物醫學應用

1應用于生物醫學中的納米材料的主要類型及其特性

1.1納米碳材料

納米碳材料主要包括碳納米管、氣相生長碳纖維也稱為納米碳纖維、類金剛石碳等。

碳納米管有獨特的孔狀結構［1］，利用這一結構特性，將藥物儲存在碳納米管中并通過一定的機制激發藥物的釋放，使可控藥物變為現實。此外，碳納米管還可用于復合材料的增強劑、電子探針（如觀察蛋白質結構的AFM探針等）或顯示針尖和場發射。納米碳纖維通常是以過渡金屬Fe、Co、Ni及其合金為催化劑，以低碳烴類化合物為碳源，氫氣為載體，在873K～1473K的溫度下生成，具有超常特性和良好的生物相溶性，在醫學領域中有廣泛的應用前景。類金剛石碳（簡稱DLC）是一種具有大量金剛石結構C—C鍵的碳氫聚合物，可以通過等離子體或離子束技術沉積在物體的表面形成納米結構的薄膜，具有優秀的生物相溶性，尤其是血液相溶性。資料報道，與其他材料相比，類金剛石碳表面對纖維蛋白原的吸附程度降低，對白蛋白的吸附增強，血管內膜增生減少，因而類金剛石碳薄膜在心血管臨床醫學方面有重要的應用價值。

1.2納米高分子材料

納米高分子材料，也稱高分子納米微粒或高分子超微粒，粒徑尺度在1nm～1000nm范圍。這種粒子具有膠體性、穩定性和優異的吸附性能，可用于藥物、基因傳遞和藥物控釋載體，以及免疫分析、介入性診療等方面。

1.3納米復合材料

目前，研究和開發無機—無機、有機—無機、有機—有機及生物活性—非生物活性的納米結構復合材料是獲得性能優異的新一代功能復合材料的新途徑，并逐步向智能化方向發展，在光、熱、磁、力、聲［2］等方面具有奇異的特性，因而在組織修復和移植等許多方面具有廣闊的應用前景。國外已制備出納米ZrO2增韌的氧化鋁復合材料，用這種材料制成的人工髖骨和膝蓋植入物的壽命可達30年之久［3］。研究表明，納米羥基磷灰石膠原材料也是一種構建組織工程骨較好的支架材料［4］。此外，納米羥基磷灰石粒子制成納米抗癌藥，還可殺死癌細胞，有效抑制腫瘤生長，而對正常細胞組織絲毫無損，這一研究成果引起國際的關注。北京醫科大學等權威機構通過生物學試驗證明，這種粒子可殺死人的肺癌、肝癌、食道癌等多種腫瘤細胞。

此外，在臨床醫學中，具有較高應用價值的還有納米陶瓷材料，微乳液等等。

2納米材料在生物醫學應用中的前景

2.1用納米材料進行細胞分離

利用納米復合體性能穩定，一般不與膠體溶液和生物溶液反應的特性進行細胞分離在醫療臨床診斷上有廣闊的應用前景。20世紀80年代后，人們便將納米SiO2包覆粒子均勻分散到含有多種細胞的聚乙烯吡咯烷酮膠體溶液中，使所需要的細胞很快分離出來。目前，生物芯片材料已成功運用于單細胞分離、基因突變分析、基因擴增與免疫分析（如在癌癥等臨床診斷中作為細胞內部信號的傳感器［5］）。倫敦的兒科醫院、挪威工科大學和美國噴氣推進研究所利用納米磁性粒子成功地進行了人體骨骼液中癌細胞的分離來治療病患者［6］。美國科學家正在研究用這種技術在腫瘤早期的血液中檢查癌細胞，實現癌癥的早期診斷和治療。

2.2用納米材料進行細胞內部染色

比利時的DeMey博士等人利用乙醚的黃磷飽和溶液、抗壞血酸或檸檬酸鈉把金從氯化金酸（HAuCl4）水溶液中還原出來形成金納米粒子，（粒徑的尺寸范圍是3nm～40nm），將金納米粒子與預先精制的抗體或單克隆抗體混合，利用不同抗體對細胞和骨骼內組織的敏感程度和親和力的差異，選擇抗體種類，制成多種金納米粒子—抗體復合物。借助復合粒子分別與細胞內各種器官和骨骼系統結合而形成的復合物，在白光或單色光照射下呈現某種特征顏色（如10nm的金粒子在光學顯微鏡下呈紅色），從而給各種組織“貼上”了不同顏色的標簽，為提高細胞內組織分辨率提供了各種急需的染色技術。

2.3納米材料在醫藥方面的應用

2.3.1納米粒子用作藥物載體

一般來說，血液中紅血球的大小為6000nm～9000nm，一般細菌的長度為2000nm～3000nm［7］，引起人體發病的病毒尺寸為80nm～100nm，而納米包覆體尺寸約30nm［8］，細胞尺寸更大，因而可利用納米微粒制成特殊藥物載體或新型抗體進行局部的定向治療等。專利和文獻資料的統計分析表明，作為藥物載體的材料主要有金屬納米顆粒、無機非金屬納米顆粒、生物降解性高分子納米顆粒和生物活性納米顆粒。

磁性納米顆粒作為藥物載體，在外磁場的引導下集中于病患部位，進行定位病變治療，利于提高藥效，減少副作用。如采用金納米顆粒制成金溶液，接上抗原或抗體，就能進行免疫學的間接凝聚實驗，用于快速診斷［9］。生物降解性高分子納米材料作為藥物載體還可以植入到人體的某些特定組織部位，如子宮、陰道、口（頰、舌、齒）、上下呼吸道（鼻、肺）、以及眼、耳等［10］。這種給藥方式避免了藥物直接被消化系統和肝臟分解而代謝掉，并防止藥物對全身的作用。如美國麻省理工學院的科學家已研制成以用生物降解性聚乳酸（PLA）制的微芯片為基礎，能長時間配選精確劑量藥物的藥物投送系統，并已被批準用于人體。近年來生物可降解性高分子納米粒子（NPs）在基因治療中的DNA載體以及半衰期較短的大分子藥物如蛋白質、多肽、基因等活性物質的口服釋放載體方面具有廣闊的應用前景。藥物納米載體技術將給惡性腫瘤、糖尿病和老年癡呆癥的治療帶來變革。

2.3.2納米抗菌藥及創傷敷料

Ag+可使細胞膜上蛋白失去活性從而殺死細菌，添加納米銀粒子制成的醫用敷料對諸如黃色葡萄球菌、大腸桿菌、綠濃桿菌等臨床常見的40余種外科感染細菌有較好抑制作用。

2.3.3智能—靶向藥物

在超臨界高壓下細胞會“變軟”，而納米生化材料微小易滲透，使醫藥家能改變細胞基因，因而納米生化材料最有前景的應用是基因藥物的開發。德國柏林醫療中心將鐵氧體納米粒子用葡萄糖分子包裹，在水中溶解后注入腫瘤部位，使癌細胞部位完全被磁場封閉，通電加熱時溫度達到47℃，慢慢殺死癌細胞。這種方法已在老鼠身上進行的實驗中獲得了初步成功［11］。美國密歇根大學正在研制一種僅20nm的微型智能炸彈，能夠通過識別癌細胞化學特征攻擊癌細胞，甚至可鉆入單個細胞內將它炸毀。

2.4納米材料用于介入性診療

日本科學家利用納米材料，開發出一種可測人或動物體內物質的新技術。科研人員使用的是一種納米級微粒子，它可以同人或動物體內的物質反應產生光，研究人員用深入血管的光導纖維來檢測反應所產生的光，經光譜分析就可以了解是何種物質及其特性和狀態，初步實驗已成功地檢測出放進溶液中的神經傳達物質乙酰膽堿。利用這一技術可以辨別身體內物質的特性，可以用來檢測神經傳遞信號物質和測量人體內的血糖值及表示身體疲勞程度的乳酸值，并有助于糖尿病的診斷和治療。

2.5納米材料在人體組織方面的應用

納米材料在生物醫學領域的應用相當廣泛，除上面所述內容外還有如基因治療、細胞移植、人造皮膚和血管以及實現人工移植動物器官的可能。

目前，首次提出納米醫學的科學家之一詹姆斯貝克和他的同事已研制出一種樹形分子的多聚物作為DNA導入細胞的有效載體，在大鼠實驗中已取得初步成效，為基因治療提供了一種更微觀的新思路。

納米生物學的設想，是在納米尺度上應用生物學原理，發現新現象，研制可編程的分子機器人，也稱納米機器人。納米機器人是納米生物學中最具有誘惑力的內容，第一代納米機器人是生物系統和機械系統的有機結合體，這種納米機器人可注入人體血管內，進行健康檢查和疾病治療（疏通腦血管中的血栓，清除心臟脂肪沉積物，吞噬病菌，殺死癌細胞，監視體內的病變等）［12］；還可以用來進行人體器官的修復工作，比如作整容手術、從基因中除去有害的DNA，或把正常的DNA安裝在基因中，使機體正常運行或使引起癌癥的DNA突變發生逆轉從而延長人的壽命。將由硅晶片制成的存儲器（ROM）微型設備植入大腦中，與神經通路相連，可用以治療帕金森氏癥或其他神經性疾病。第二代納米機器人是直接從原子或分子裝配成具有特定功能的納米尺度的分子裝置，可以用其吞噬病毒，殺死癌細胞。第三代納米機器人將包含有納米計算機，是一種可以進行人機對話的裝置。這種納米機器人一旦問世將徹底改變人類的勞動和生活方式。

瑞典正在用多層聚合物和黃金制成醫用微型機器人，目前實驗已進入能讓機器人撿起和移動肉眼看不見的玻璃珠的階段［13］。

納米材料所展示出的優異性能預示著它在生物醫學工程領域，尤其在組織工程支架、人工器官材料、介入性診療器械、控制釋放藥物載體、血液凈化、生物大分子分離等眾多方面具有廣泛的和誘人的應用前景。隨著納米技術在醫學領域中的應用，臨床醫療將變得節奏更快，效率更高，診斷檢查更準確，治療更有效。

參考文獻

［1］PhilippeP，NangZLetal.Science，1999，283:1513

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［9］劉新云.安徽化工，2002，（5）：27-29

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篇2

化學需氧量(COD)是評價水體污染的重要指標之一。COD測定的主要方法有高錳酸鹽指數法(GB11892-89)和重鉻酸鉀氧化法(GTB11914-89)。高錳酸鹽指數法適用于飲用水、水源水和地面水的測定。重鉻酸鉀氧化法(CODCr)適用于工業廢水、生活污水的測定,但此法要消耗昂貴的硫酸銀和毒性大的硫酸汞,造成嚴重的二次污染,且加熱消解時間長、耗能大,缺點十分明顯,已不適應我國環境保護發展的需求。為此,人們從不同方面進行了改進。

1標準法的改進

1.1消解方法的改進

為縮短傳統的回流消解時間,早期進行的工作包括密封消解法、快速開管消解法、替代催化劑的選擇等;近期的工作主要包括采用微波消解法、聲化學消解法、光催化氧化法等新技術。

1.1.1替代催化劑的研究重鉻酸鉀法所用的催化劑Ag2SO4價格昂貴,分析成本高。因此,畢業論文研究Ag2SO4的替代物,以求降低分析費用有一定的實用性。如以MnSO4代替Ag2SO4是可行的,但回流時間仍較長。Ce(SO4)2與過渡金屬混合顯示出很好的協同催化效應,如以MnSO4-Ce(SO4)2復合催化劑代替Ag2SO4[1],測定廢水COD,不但可降低測定費用,還可降低溶液酸度和縮短分析時間,與重鉻酸鉀法無顯著差異。

1.1.2微波消解法如微波消解無汞鹽光度法測定COD;微波消解光度法快速測定COD;無需使用HgSO4和Ag2SO4測定COD的微波消解法;氧化鉺作催化劑微波消解測定生活污水COD等。Ramon[2]等采用聚焦微波加熱常壓下快速消解測定COD。

與標準回流法相比,微波消解時間從2h縮短到約10min,且消解時無需回流冷卻用水,耗電少,試劑用量大大降低,一次可完成12個樣品的消解,減輕了銀鹽、汞鹽、鉻鹽造成的二次污染[3]。專著[4]對此作了較全面的總結。

1.1.3聲化學消解法盡管微波消解時間短,但消解完后要等消解罐冷卻至室溫仍需一定時間。而超聲波消解方便,設備簡單,且不受污染物種類及濃度的限制,近年來已有一些應用研究[5]。鐘愛國[6]使用自制的聲化學反應器對不同水樣進行了聲化學消解試驗,提高了分析效率,減少了化學試劑用量,COD測定范圍150mg·L-1～2000mg·L-1,標準偏差≤615%,加標回收率96%～120%。超聲波消解時,超聲波輻射頻率和聲強是兩個重要的影響因素。試驗表明,超聲波輻射標準水樣30min時,低頻(20kHz)、適當高的聲強(80W·cm-2)有利于水樣的完全消化。

1.1.4光催化氧化法紫外光氧化快速、高效,在常溫常壓下進行,不產生二次污染,因此對水和廢水分析的優勢特別突出。近幾年來,半導體納米材料作為催化劑消除水中有機污染物的方法已引起了人們的廣泛關注。當用能量等于或大于半導體禁帶寬度(312eV)的光照射半導體時,可使半導體表面吸附的羥基或水氧化生成強氧化能力的羥基自由基(·OH),從而使水中的有機污染物氧化分解。艾仕云等[7]提出納米ZnO和KMnO4協同氧化體系,并據此建立了測定COD的方法,所得結果的可靠性和重現性與標準法相當。他們還使用K2Cr2O7氧化劑、納米TiO2光催化劑測定COD[8]。通過光催化還原K2Cr2O7生成的Cr3+濃度變化,可以獲得樣品的COD值。但反應仍需恒溫攪拌,反應液需離心過濾。操作煩瑣,且不能在線快速分析。

1.2測定方法的改進

1.2.1分光光度法分光光度法測定COD是在強酸性溶液中過量重鉻酸鉀氧化水中還原性物質,Cr6+還原為Cr3+,英語論文利用分光光度計測定Cr6+或Cr3+來實現COD值測定。Inaga等以Ce(SO4)2作氧化劑,加熱反應后測定吸光度,計算出COD值。Konno使用自制的比色計與PC機相聯測定COD,所得結果與標準法基本一致。光度法測得COD值快速、準確、成本低等。目前,國內外不少COD快速測定儀均是基于光度法原理。如美國HACH公司制造的COD測定儀是美國國家環保局認可的COD測量方法。

1.2.2電化學分析法

(1)庫侖法庫侖法是我國測定COD的推薦方法,該法利用電解產業的亞鐵離子作庫侖滴定劑進行庫侖滴定,根據消耗的電量求得剩余K2Cr2O7量,從而計算出COD。廣州怡文科技有限公司和中國環境監測總站研制的EST22001COD在線自動監測儀,采用庫侖滴定原理,測量范圍5mg/L～1000mg/L;測量時間30min～60min,測量誤差≤±5%FS;重復誤差≤±3%FS,與手動分析具有很好的相關性。

(2)電解法此法既不外加氧化劑,也不加熱消解水樣,而是利用電化學原理直接測量水中有機物的含量,是COD測定方法的突破。方法原理基于特殊電極電解產生的羥基自由基(·OH)具有很強的氧化能力,可同步迅速氧化水中有機物,較難氧化的物質(如煙酸、吡啶等)也均能被·OH氧化。羥基自由基被消耗的同時,工作電極上電流將產生變化。當工作電極電位恒定時,電流的變化與水中有機物的含量成正比關系,通過計算電流變化便可測量出COD值。作者在這方面作了一些探索工作,取得了初步的結果[9,10]。由于水樣不需消解,極大縮短了分析流程,還克服了傳統方法中“二次污染”的問題。目前,這類儀器代表產品是德國LAR公司的Elox100A型COD在線自動監測儀h[11]。儀器測量范圍從1mg/L～10000mg/L,最大可到100000mg/L,測量周期2min～6min。此儀器在歐美各國已得到較廣泛的應用,在我國也獲得國家質量監督檢疫總局計量器具型式批準證書。

(3)其他電化學分析法Dugin[12]提出以Ce(SO4)2為氧化劑,利用pH電極和氧化還原電極直接測定電勢從而測定COD值的方法。Belius2tiu[13]以兩種不同的玻璃電極組成電池,通過直接測定電池電動勢,對水樣中COD值進行測定。趙亞乾[14]以一定比例的反應溶液回流10min后,冷卻稀釋,用示波器指示終點進行示波電位滴定測定COD。

Westbroek等[15]提出Pt-Pt/PbO2旋轉環形圓盤電極多脈沖電流分析法,通過電化學方法產生強氧化劑,碩士論文有機污染物在圓盤電極表面直接氧化或與產生的氧化物質反應而間接被轉化。伏安計時電流法和多脈沖計時電流法測COD,可在幾秒中獲得結果,而且可以在線監測。形成的強氧化媒介可使工作電極表面保持清潔。但方法檢測限較高,不適合地表水或輕度污染水的測定。但德忠等[16]提出混合酸消解和單掃描極譜法快速測COD的方法。該法基于用單掃描極譜法測定混合酸(H3PO4-H2SO4)消解體系中過量的Cr6+,從而間接測定COD。混合酸消解回流時間只需15min。Venkata等[17]使用示差脈沖陽極溶出伏安法(DPASV)進行電化學配位滴定確定有機金屬絡合物的絡合能力,從而測定COD。

.2.3化學發光法根據重鉻酸鉀消解廢水后其最終還原產物Cr3+濃度與COD值成正比關系,以及在堿性條件下,Luminol-H2O2-Cr3+體系產生很強的化學發光的原理,文獻[18,19]提出一種用光電二極管做檢測器測定水體化學需氧量的新方法。

1.2.4紫外吸收光譜法紫外吸收光譜法是通過測量水樣中有機物的紫外吸收光譜(一般用254nm波長),直接測定COD。已有工作表明,不少有機物在紫外光譜區有很強的吸收,在一定的條件下有機物的吸光度與COD有相關性,利用這種相關性可直接測定COD。這種方法不像COD、總有機碳(TOC)方法那樣明確,但在特定水體中有極高的相關性,也能真實反映有機物含量。基于紫外吸收原理測定COD的儀器已有生產。這類方法均不需添加任何試劑、無二次污染、快速簡單,但前提條件是水質組成必須相對穩定。此方法在日本已是標準方法,但在歐美各國尚未推廣應用,在我國尚需開展相關的研究。

2自動在線分析技術

流動分析(FA)用于水樣COD的測定可將樣品消解和測定實現一體化,留學生論文使整個過程實現在線化、自動化。Korinaga[20]提出以Ce(SO4)2為氧化劑,采用空氣整段間隔連續流動分析法對環境水樣中的COD進行測定,采樣頻率達90次/h,但需特制的閥,且管長達18m。陳曉青等[21]提出測定COD的流動注射停流法,系統以微機控制蠕動泵的啟停,并記錄分光光度計檢測到的信號。由于停流技術的引入,解決了慢反應中樣品的過度分散問題。

Cuesta等[22]提出COD的微波消解火焰原子吸收光譜-流動注射分析法。用微波加熱消解樣品,未被樣品中有機物質還原的Cr6+保留在陰離子交換樹脂上,Cr6+經洗脫后用火焰原子吸收光譜法測定。這種方法在檢測中沒有基體效應的影響。

盡管流動注射分析的優勢突出,但仍免不了傳統加熱方式。為了提高在線消解效率,不得不加長反應管或采用停留技術,這又導致分析周期延長或低的采樣頻率。醫學論文微波在線消解效果雖好,但去除產生的氣泡使流路結構復雜化。但德忠等[23]將流動注射和紫外光氧化技術引入高錳酸鹽指數的測定中,建立了紫外光催化氧化分光光度法測定高錳酸鹽指數的流動分析體系,并對多種標準物質(葡萄糖、鄰苯二甲酸氫鉀、草酸鈉等)進行了研究,反應僅需約115min,回收率8310%～11110%,檢測限為016mg/L。用此方法成功測定了COD質控標準(QCSPEX-PEM-WP)和英格蘭普利茅斯Tamar河水樣品。

Yoon-Chang[24]將光催化劑二氧化鈦鋪助紫外光消解與流動分析技術聯用測定化學耗氧量,獲得了好的相關性。李保新等[25]把化學發光系統和流動分析法結合測定高錳酸鹽指數,有機物在室溫條件下發生化學氧化反應,KMnO4還原為Mn2+并吸附在強酸性陽離子交換樹脂微型柱上,同時過量的MnO-

4通過微型柱廢棄。吸附在微型

柱上的Mn2+被洗脫出來使用H2O2發光體系檢測。若換用職稱論文重鉻酸鐘氧化劑,在酸性條件下,重鉻酸鉀還原生成的Cr(Ⅲ)催化Luminol-H2O2體系產生強的化學發光可測定COD。該方法已用于地表水樣COD的測定。

基于流動技術,綜合電化學技術、現代傳感技術、自動測量技術、自動控制技術、計算機應用技術、現代光機電技術研制的COD在線監測儀,一般包括進樣系統、反應系統、檢測系統、控制系統四部分。進樣系統由輸液泵、定量管、電磁閥、管路、接口等組成,完成對水樣的采集、輸送、試劑混合、廢液排除及反應室清洗等功能;反應系統主要有加熱單元或(和)反應室,完成水樣的消解和的反應;檢測系統包括單片機(或工控機)、時序控制和數據處理軟件、鍵盤和顯示屏等,完成在線全過程的控制、數據采集與處理、顯示、儲存及打印輸

參考文獻:

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篇3

化學需氧量(COD)是評價水體污染的重要指標之一。COD測定的主要方法有高錳酸鹽指數法(GB11892 - 89)和重鉻酸鉀氧化法(GTB11914 -89) 。高錳酸鹽指數法適用于飲用水、水源水和地面水的測定。重鉻酸鉀氧化法(CODCr )適用于工業廢水、生活污水的測定，但此法要消耗昂貴的硫酸銀和毒性大的硫酸汞，造成嚴重的二次污染，且加熱消解時間長、耗能大，缺點十分明顯，已不適應我國環境保護發展的需求。為此，人們從不同方面進行了改進。

1　標準法的改進

1.1　消解方法的改進

為縮短傳統的回流消解時間，早期進行的工作包括密封消解法、快速開管消解法、替代催化劑的選擇等;近期的工作主要包括采用微波消解法、聲化學消解法、光催化氧化法等新技術。

1.1.1替代催化劑的研究　重鉻酸鉀法所用的催化劑Ag2 SO4 價格昂貴，分析成本高。因此，畢業論文研究Ag2 SO4 的替代物，以求降低分析費用有一定的實用性。如以MnSO4 代替Ag2 SO4 是可行的，但回流時間仍較長。Ce ( SO4 ) 2 與過渡金屬混合顯示出很好的協同催化效應，如以MnSO4 - Ce ( SO4 ) 2復合催化劑代替Ag2 SO4[ 1 ] ，測定廢水COD，不但可降低測定費用，還可降低溶液酸度和縮短分析時間，與重鉻酸鉀法無顯著差異。

1.1.2微波消解法　如微波消解無汞鹽光度法測定COD;微波消解光度法快速測定COD;無需使用HgSO4 和Ag2 SO4 測定COD 的微波消解法;氧化鉺作催化劑微波消解測定生活污水COD 等。Ramon[ 2 ]等采用聚焦微波加熱常壓下快速消解測定COD。

與標準回流法相比，微波消解時間從2h縮短到約10min，且消解時無需回流冷卻用水，耗電少，試劑用量大大降低，一次可完成12 個樣品的消解，減輕了銀鹽、汞鹽、鉻鹽造成的二次污染[ 3 ] 。專著[ 4 ]對此作了較全面的總結。

1.1.3聲化學消解法　盡管微波消解時間短，但消解完后要等消解罐冷卻至室溫仍需一定時間。而超聲波消解方便，設備簡單，且不受污染物種類及濃度的限制，近年來已有一些應用研究[ 5 ] 。鐘愛國[ 6 ]使用自制的聲化學反應器對不同水樣進行了聲化學消解試驗，提高了分析效率，減少了化學試劑用量， COD 測定范圍150mg ·L - 1 ～ 2000mg·L - 1 ，標準偏差≤615% ，加標回收率96% ～120%。超聲波消解時，超聲波輻射頻率和聲強是兩個重要的影響因素。試驗表明，超聲波輻射標準水樣30min 時， 低頻( 20kHz) 、適當高的聲強(80W·cm- 2 )有利于水樣的完全消化。

1.1.4光催化氧化法　紫外光氧化快速、高效，在常溫常壓下進行，不產生二次污染，因此對水和廢水分析的優勢特別突出。近幾年來，半導體納米材料作為催化劑消除水中有機污染物的方法已引起了人們的廣泛關注。當用能量等于或大于半導體禁帶寬度(312eV)的光照射半導體時，可使半導體表面吸附的羥基或水氧化生成強氧化能力的羥基自由基( ·OH) ，從而使水中的有機污染物氧化分解。艾仕云等[ 7 ]提出納米ZnO 和KMnO4協同氧化體系，并據此建立了測定COD 的方法，所得結果的可靠性和重現性與標準法相當。他們還使用K2 Cr2O7 氧化劑、納米TiO2 光催化劑測定COD[ 8 ] 。通過光催化還原K2 Cr2O7 生成的Cr3 +濃度變化，可以獲得樣品的COD值。但反應仍需恒溫攪拌，反應液需離心過濾。操作煩瑣，且不能在線快速分析。

1.2　測定方法的改進

1. 2. 1分光光度法　分光光度法測定COD是在強酸性溶液中過量重鉻酸鉀氧化水中還原性物質， Cr6 +還原為Cr3 + ，英語論文利用分光光度計測定Cr6 +或Cr3 +來實現COD 值測定。Inaga 等以Ce ( SO4 ) 2作氧化劑，加熱反應后測定吸光度，計算出COD值。Konno使用自制的比色計與PC機相聯測定COD，所得結果與標準法基本一致。光度法測得COD值快速、準確、成本低等。目前，國內外不少COD快速測定儀均是基于光度法原理。如美國HACH公司制造的COD測定儀是美國國家環保局認可的COD測量方法。

1. 2. 2電化學分析法

(1)庫侖法　庫侖法是我國測定COD的推薦方法，該法利用電解產業的亞鐵離子作庫侖滴定劑進行庫侖滴定， 根據消耗的電量求得剩余K2 Cr2O7 量，從而計算出COD。廣州怡文科技有限公司和中國環境監測總站研制的EST22001COD在線自動監測儀，采用庫侖滴定原理，測量范圍5mg/L～1000mg/L;測量時間30min～60min，測量誤差≤±5% FS;重復誤差≤±3%FS，與手動分析具有很好的相關性。

(2)電解法　此法既不外加氧化劑，也不加熱消解水樣，而是利用電化學原理直接測量水中有機物的含量，是COD測定方法的突破。方法原理基于特殊電極電解產生的羥基自由基( ·OH)具有很強的氧化能力，可同步迅速氧化水中有機物，較難氧化的物質(如煙酸、吡啶等)也均能被·OH氧化。羥基自由基被消耗的同時，工作電極上電流將產生變化。當工作電極電位恒定時，電流的變化與水中有機物的含量成正比關系，通過計算電流變化便可測量出COD 值。作者在這方面作了一些探索工作，取得了初步的結果[ 9， 10 ] 。由于水樣不需消解，極大縮短了分析流程，還克服了傳統方法中“二次污染”的問題。目前，這類儀器代表產品是德國LAR公司的Elox100A型COD在線自動監測儀h[ 11 ] 。儀器測量范圍從1mg/L～10000mg/L，最大可到100000mg/L，測量周期2min～6min。此儀器在歐美各國已得到較廣泛的應用，在我國也獲得國家質量監督檢疫總局計量器具型式批準證書。

(3)其他電化學分析法　Dugin[ 12 ]提出以Ce( SO4 ) 2 為氧化劑，利用pH電極和氧化還原電極直接測定電勢從而測定COD 值的方法。Belius2tiu[ 13 ]以兩種不同的玻璃電極組成電池，通過直接測定電池電動勢， 對水樣中COD值進行測定。趙亞乾[ 14 ]以一定比例的反應溶液回流10min后，冷卻稀釋，用示波器指示終點進行示波電位滴定測定COD。

Westbroek等[ 15 ]提出Pt - Pt/PbO2 旋轉環形圓盤電極多脈沖電流分析法，通過電化學方法產生強氧化劑，碩士論文有機污染物在圓盤電極表面直接氧化或與產生的氧化物質反應而間接被轉化。伏安計時電流法和多脈沖計時電流法測COD，可在幾秒中獲得結果，而且可以在線監測。形成的強氧化媒介可使工作電極表面保持清潔。但方法檢測限較高，不適合地表水或輕度污染水的測定。但德忠等[ 16 ]提出混合酸消解和單掃描極譜法快速測COD 的方法。該法基于用單掃描極譜法測定混合酸(H3 PO4 - H2 SO4 )消解體系中過量的Cr6 + ，從而間接測定COD。混合酸消解回流時間只需15min。Venkata等[ 17 ]使用示差脈沖陽極溶出伏安法(DPASV)進行電化學配位滴定確定有機金屬絡合物的絡合能力，從而測定COD。

1.2.3化學發光法　根據重鉻酸鉀消解廢水后其最終還原產物Cr3 +濃度與COD值成正比關系，以及在堿性條件下， Luminol - H2O2 - Cr3 +體系產生很強的化學發光的原理，文獻[ 18， 19 ]提出一種用光電二極管做檢測器測定水體化學需氧量的新方法。

1.2.4紫外吸收光譜法　紫外吸收光譜法是通過測量水樣中有機物的紫外吸收光譜(一般用254nm波長) ，直接測定COD。已有工作表明，不少有機物在紫外光譜區有很強的吸收，在一定的條件下有機物的吸光度與COD 有相關性，利用這種相關性可直接測定COD。這種方法不像COD、總有機碳( TOC)方法那樣明確，但在特定水體中有極高的相關性，也能真實反映有機物含量。基于紫外吸收原理測定COD 的儀器已有生產。這類方法均不需添加任何試劑、無二次污染、快速簡單，但前提條件是水質組成必須相對穩定。此方法在日本已是標準方法，但在歐美各國尚未推廣應用，在我國尚需開展相關的研究。

2　自動在線分析技術

流動分析( FA)用于水樣COD的測定可將樣品消解和測定實現一體化，留學生論文使整個過程實現在線化、自動化。Korinaga[ 20 ]提出以Ce ( SO4 ) 2 為氧化劑，采用空氣整段間隔連續流動分析法對環境水樣中的COD進行測定，采樣頻率達90次/h，但需特制的閥，且管長達18m。陳曉青等[ 21 ]提出測定COD的流動注射停流法，系統以微機控制蠕動泵的啟停，并記錄分光光度計檢測到的信號。由于停流技術的引入，解決了慢反應中樣品的過度分散問題。

Cuesta等[ 22 ]提出COD的微波消解火焰原子吸收光譜- 流動注射分析法。用微波加熱消解樣品，未被樣品中有機物質還原的Cr6 +保留在陰離子交換樹脂上， Cr6 +經洗脫后用火焰原子吸收光譜法測定。這種方法在檢測中沒有基體效應的影響。

盡管流動注射分析的優勢突出，但仍免不了傳統加熱方式。為了提高在線消解效率，不得不加長反應管或采用停留技術，這又導致分析周期延長或低的采樣頻率。醫學論文微波在線消解效果雖好，但去除產生的氣泡使流路結構復雜化。但德忠等[ 23 ]將流動注射和紫外光氧化技術引入高錳酸鹽指數的測定中，建立了紫外光催化氧化分光光度法測定高錳酸鹽指數的流動分析體系，并對多種標準物質(葡萄糖、鄰苯二甲酸氫鉀、草酸鈉等)進行了研究，反應僅需約115min，回收率8310%～11110%，檢測限為016mg/L。用此方法成功測定了COD質控標準(QCSPEX - PEM - WP)和英格蘭普利茅斯Tamar河水樣品。

Yoon - Chang[ 24 ]將光催化劑二氧化鈦鋪助紫外光消解與流動分析技術聯用測定化學耗氧量，獲得了好的相關性。李保新等[ 25 ]把化學發光系統和流動分析法結合測定高錳酸鹽指數，有機物在室溫條件下發生化學氧化反應， KMnO4 還原為Mn2 +并吸附在強酸性陽離子交換樹脂微型柱上，同時過量的MnO-

4 通過微型柱廢棄。吸附在微型

柱上的Mn2 + 被洗脫出來使用H2O2 發光體系檢測。若換用職稱論文重鉻酸鐘氧化劑，在酸性條件下，重鉻酸鉀還原生成的Cr ( Ⅲ)催化Luminol - H2O2 體系產生強的化學發光可測定COD。該方法已用于地表水樣COD的測定。

基于流動技術，綜合電化學技術、現代傳感技術、自動測量技術、自動控制技術、計算機應用技術、現代光機電技術研制的COD 在線監測儀，一般包括進樣系統、反應系統、檢測系統、控制系統四部分。進樣系統由輸液泵、定量管、電磁閥、管路、接口等組成，完成對水樣的采集、輸送、試劑混合、廢液排除及反應室清洗等功能;反應系統主要有加熱單元或(和)反應室，完成水樣的消解和的反應;檢測系統包括單片機(或工控機) 、時序控制和數據處理軟件、鍵盤和顯示屏等，完成在線全過程的控制、數據采集與處理、顯示、儲存及打印輸 參考文獻

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