光催化微反应器中水样光催化降解及Cd2+在线检测

本文以粉末法制备TiO₂涂层的玻璃微流控芯片作为光催化反应器,采用UV-LED点光源为紫外光源,实现了水样中EDTA的光催化降解,并用铋膜电极差分脉冲溶出伏安法在线检测微量水样中的重金属离子Cd²⁺。水样中的Cd²⁺由于EDTA的络合作用无法在铋膜电极上产生电流信号,而当水样在光催化微反应器中经紫外光催化后,由于EDTA与Cd²⁺的配合物结构遭破坏,因此释放出游离的Cd²⁺,从而使Cd²⁺的电流信号得到一定程度的恢复。Cd²⁺的电流恢复程度越大,表明EDTA被光催化降解的程度越高。本文考察了光照强度、反应液流速和氧气流速、pH等因素对EDTA光催化降解效率的影响。在光照强度为120 mW/cm²、反应液流速为50 μL/h、氧气流速为850 μL/h、pH为4.4条件下,水样中EDTA的光催化降解率效果最佳,水样中Cd²⁺的电流恢复程度可达92.6%。反应液流速为300 μL/h时,Cd²⁺的电流恢复率为60.0%,重复光催化反应5次的RSD为5.2%,具有较好的重现性。本文建立了水样EDTA光催化降解及Cd²⁺在线检测的微分析系统,在线检测所需的样品体积仅为0.3 mL,完成一个水样分析的时间约为60 min。