分光光度法测定水中COD的研究

发布时间：2017-05-08 06:27

  本文关键词：分光光度法测定水中COD的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,工业的迅猛发展以及人类生活水平的提高,使得污水的排放量不断增加,严重影响了社会的可持续发展,并且破坏了自然的生态循环系统。化学需氧量(COD)反映了水体中受还原性物质污染的程度,是作为判定有机物相对含量的综合指标之一。因此,化学需氧量(COD)的检测非常重要。本文分析了分光光度法测定水中化学需氧量(COD)的基本原理及可见分光光度计的设计方案。结合化学需氧量(COD)的检测特点研制出了非常敏感于化学需氧量(COD)检测的准双光束分光光度计。分别从光学系统和光电转换系统两个方面进行了研究。光学系统中,研究以能量高输出、低杂散光为系统设计的核心思想,提出了非对称式切尔尼特纳(C-T)结构作为分光结构,以平面全息衍射闪耀光栅作为分光元件,通过zemax光学软件的模拟和优化,光学系统实现在可见光范围内具有较宽的谱线展宽,光谱分辨优于1nm,系统的光学像差控制在容限范围内。光学系统结构体积约为95mm×90mm×44mm,满足高输出能量、高分辨率、低杂散光、小型化的光学设计基本要求。光电转换系统中,采用对数放大电路实现了光度测量基本原理与电子学原理的转换过程。使用高速度高精度对数放大器log114,使得电路检测精度和响应速度得到了提高。通过使用化学需氧量(COD)标准液对仪器进行曲线标定,并与HACH-DR6000紫外可见分光光度计进行对比,证明系统在化学需氧量(COD)检测方面的性能和准确性稳定可靠。
【关键词】：化学需氧量 分光光度法 切尔尼特纳结构 光谱分辨率 对数放大器 曲线标定
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O661.1
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-13
• 符号说明13-15
• 第一章 绪论15-21
• 1.1 课题的背景和研究意义15-16
• 1.2 化学需氧量的检测方法的研究现状16-18
• 1.2.1 重铬酸盐法16-17
• 1.2.2 库伦滴定法17-18
• 1.2.3 密封催化消解法及微波消解法18
• 1.2.4 光学分光光度法18
• 1.3 论文主要工作18-21
• 第二章 分光光度法检测水中COD的理论研究21-33
• 2.1 分光光度法基本原理21-22
• 2.1.1 物质对光的吸收21
• 2.1.2 朗伯比尔定律(Lambert-Beer law)21-22
• 2.2 分光光度计的类型及发展现状22-28
• 2.2.1 分光光度计的基本结构23
• 2.2.2 分光光度计的分类23-28
• 2.3 分光光度计设计类型方案选择28-30
• 2.3.1 化学需氧量(COD)检测波长的确定28-30
• 2.3.2 单光束和双光束类型的选择30
• 2.4 本章小结30-33
• 第三章 可见分光光度计的光学系统研究33-49
• 3.1 光学系统设计原理33-36
• 3.1.1 球差及校正33-35
• 3.1.2 慧差及校正35-36
• 3.2 外光路系统设计36-38
• 3.2.1 光源的选择37-38
• 3.2.2 外光路系统设计38
• 3.3 分光系统38-44
• 3.3.1 光栅39-42
• 3.3.2 单色器的选择42-44
• 3.4 光度室系统44
• 3.5 光学系统的参数设计44-47
• 3.5.1 C-T结构的零级光反馈44
• 3.5.2 单色器具体参数的设计方案选择44-47
• 3.6 本章小结47-49
• 第四章 可见分光光度计的光电转换系统研究49-57
• 4.1 光电转换器的选择49-50
• 4.2 光源稳压电路及供电电路50-52
• 4.2.1 x14005大电流光源稳压电路50-51
• 4.2.2 供电电路51-52
• 4.3 I/V转换及信号放大电路52-53
• 4.4 Log114对数放大电路53-55
• 4.5 模数转换及LCD显示55
• 4.6 本章小结55-57
• 第五章 可见分光光度计光学系统和光电转换系统的测试57-69
• 5.1 光学系统的优化及测试57-63
• 5.1.1 系统的参数设计57
• 5.1.2 zemax中系统模拟参数设置57-59
• 5.1.3 光栅的转动分光设计59-60
• 5.1.4 优化结果分析60-63
• 5.2 光电转换系统的测试63-65
• 5.2.1 I/V转换及主放大电路的测试63-64
• 5.2.2 log114对数放大电路的测试64-65
• 5.3 低浓度COD吸光度曲线的标定65-66
• 5.4 系统的稳定性测试66-67
• 5.5 与DR6000的示值误差对比实验67
• 5.6 本章小结67-69
• 第六章 总结和展望69-71
• 6.1 论文主要完成的工作69
• 6.2 本文研究的特点69-70
• 6.3 展望70-71
• 参考文献71-75
• 致谢75-77
• 研究成果及发表的学术论文77-79
• 导师简介79
• 作者简介79-80
• 附件80-81

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 杨云;;我国水资源研究与发展的若干思考[J];黑龙江水利科技;2013年07期

2 邢鸿飞;;全球水资源匮乏压力重重[J];世界科学;2015年03期

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1 李薇;溶解氧水平对富营养化水体底泥氮磷转化影响的研究[D];南京理工大学;2014年

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本文编号：350570