纳米医学论文模板(10篇)

导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的10篇纳米医学论文，它们将为您的写作提供全新的视角，我们衷心期待您的阅读，并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

篇1

关键词：纳米材料生物医学应用

1应用于生物医学中的纳米材料的主要类型及其特性

1.1纳米碳材料

纳米碳材料主要包括碳纳米管、气相生长碳纤维也称为纳米碳纤维、类金刚石碳等。

碳纳米管有独特的孔状结构［1］，利用这一结构特性，将药物储存在碳纳米管中并通过一定的机制激发药物的释放，使可控药物变为现实。此外，碳纳米管还可用于复合材料的增强剂、电子探针（如观察蛋白质结构的AFM探针等）或显示针尖和场发射。纳米碳纤维通常是以过渡金属Fe、Co、Ni及其合金为催化剂，以低碳烃类化合物为碳源，氢气为载体，在873K～1473K的温度下生成，具有超常特性和良好的生物相溶性，在医学领域中有广泛的应用前景。类金刚石碳（简称DLC）是一种具有大量金刚石结构C—C键的碳氢聚合物，可以通过等离子体或离子束技术沉积在物体的表面形成纳米结构的薄膜，具有优秀的生物相溶性，尤其是血液相溶性。资料报道，与其他材料相比，类金刚石碳表面对纤维蛋白原的吸附程度降低，对白蛋白的吸附增强，血管内膜增生减少，因而类金刚石碳薄膜在心血管临床医学方面有重要的应用价值。

1.2纳米高分子材料

纳米高分子材料，也称高分子纳米微粒或高分子超微粒，粒径尺度在1nm～1000nm范围。这种粒子具有胶体性、稳定性和优异的吸附性能，可用于药物、基因传递和药物控释载体，以及免疫分析、介入性诊疗等方面。

1.3纳米复合材料

目前，研究和开发无机—无机、有机—无机、有机—有机及生物活性—非生物活性的纳米结构复合材料是获得性能优异的新一代功能复合材料的新途径，并逐步向智能化方向发展，在光、热、磁、力、声［2］等方面具有奇异的特性，因而在组织修复和移植等许多方面具有广阔的应用前景。国外已制备出纳米ZrO2增韧的氧化铝复合材料，用这种材料制成的人工髋骨和膝盖植入物的寿命可达30年之久［3］。研究表明，纳米羟基磷灰石胶原材料也是一种构建组织工程骨较好的支架材料［4］。此外，纳米羟基磷灰石粒子制成纳米抗癌药，还可杀死癌细胞，有效抑制肿瘤生长，而对正常细胞组织丝毫无损，这一研究成果引起国际的关注。北京医科大学等权威机构通过生物学试验证明，这种粒子可杀死人的肺癌、肝癌、食道癌等多种肿瘤细胞。

此外，在临床医学中，具有较高应用价值的还有纳米陶瓷材料，微乳液等等。

2纳米材料在生物医学应用中的前景

2.1用纳米材料进行细胞分离

利用纳米复合体性能稳定，一般不与胶体溶液和生物溶液反应的特性进行细胞分离在医疗临床诊断上有广阔的应用前景。20世纪80年代后，人们便将纳米SiO2包覆粒子均匀分散到含有多种细胞的聚乙烯吡咯烷酮胶体溶液中，使所需要的细胞很快分离出来。目前，生物芯片材料已成功运用于单细胞分离、基因突变分析、基因扩增与免疫分析（如在癌症等临床诊断中作为细胞内部信号的传感器［5］）。伦敦的儿科医院、挪威工科大学和美国喷气推进研究所利用纳米磁性粒子成功地进行了人体骨骼液中癌细胞的分离来治疗病患者［6］。美国科学家正在研究用这种技术在肿瘤早期的血液中检查癌细胞，实现癌症的早期诊断和治疗。

2.2用纳米材料进行细胞内部染色

比利时的DeMey博士等人利用乙醚的黄磷饱和溶液、抗坏血酸或柠檬酸钠把金从氯化金酸（HAuCl4）水溶液中还原出来形成金纳米粒子，（粒径的尺寸范围是3nm～40nm），将金纳米粒子与预先精制的抗体或单克隆抗体混合，利用不同抗体对细胞和骨骼内组织的敏感程度和亲和力的差异，选择抗体种类，制成多种金纳米粒子—抗体复合物。借助复合粒子分别与细胞内各种器官和骨骼系统结合而形成的复合物，在白光或单色光照射下呈现某种特征颜色（如10nm的金粒子在光学显微镜下呈红色），从而给各种组织“贴上”了不同颜色的标签，为提高细胞内组织分辨率提供了各种急需的染色技术。

2.3纳米材料在医药方面的应用

2.3.1纳米粒子用作药物载体

一般来说，血液中红血球的大小为6000nm～9000nm，一般细菌的长度为2000nm～3000nm［7］，引起人体发病的病毒尺寸为80nm～100nm，而纳米包覆体尺寸约30nm［8］，细胞尺寸更大，因而可利用纳米微粒制成特殊药物载体或新型抗体进行局部的定向治疗等。专利和文献资料的统计分析表明，作为药物载体的材料主要有金属纳米颗粒、无机非金属纳米颗粒、生物降解性高分子纳米颗粒和生物活性纳米颗粒。

磁性纳米颗粒作为药物载体，在外磁场的引导下集中于病患部位，进行定位病变治疗，利于提高药效，减少副作用。如采用金纳米颗粒制成金溶液，接上抗原或抗体，就能进行免疫学的间接凝聚实验，用于快速诊断［9］。生物降解性高分子纳米材料作为药物载体还可以植入到人体的某些特定组织部位，如子宫、阴道、口（颊、舌、齿）、上下呼吸道（鼻、肺）、以及眼、耳等［10］。这种给药方式避免了药物直接被消化系统和肝脏分解而代谢掉，并防止药物对全身的作用。如美国麻省理工学院的科学家已研制成以用生物降解性聚乳酸（PLA）制的微芯片为基础，能长时间配选精确剂量药物的药物投送系统，并已被批准用于人体。近年来生物可降解性高分子纳米粒子（NPs）在基因治疗中的DNA载体以及半衰期较短的大分子药物如蛋白质、多肽、基因等活性物质的口服释放载体方面具有广阔的应用前景。药物纳米载体技术将给恶性肿瘤、糖尿病和老年痴呆症的治疗带来变革。

2.3.2纳米抗菌药及创伤敷料

Ag+可使细胞膜上蛋白失去活性从而杀死细菌，添加纳米银粒子制成的医用敷料对诸如黄色葡萄球菌、大肠杆菌、绿浓杆菌等临床常见的40余种外科感染细菌有较好抑制作用。

2.3.3智能—靶向药物

在超临界高压下细胞会“变软”，而纳米生化材料微小易渗透，使医药家能改变细胞基因，因而纳米生化材料最有前景的应用是基因药物的开发。德国柏林医疗中心将铁氧体纳米粒子用葡萄糖分子包裹，在水中溶解后注入肿瘤部位，使癌细胞部位完全被磁场封闭，通电加热时温度达到47℃，慢慢杀死癌细胞。这种方法已在老鼠身上进行的实验中获得了初步成功［11］。美国密歇根大学正在研制一种仅20nm的微型智能炸弹，能够通过识别癌细胞化学特征攻击癌细胞，甚至可钻入单个细胞内将它炸毁。

2.4纳米材料用于介入性诊疗

日本科学家利用纳米材料，开发出一种可测人或动物体内物质的新技术。科研人员使用的是一种纳米级微粒子，它可以同人或动物体内的物质反应产生光，研究人员用深入血管的光导纤维来检测反应所产生的光，经光谱分析就可以了解是何种物质及其特性和状态，初步实验已成功地检测出放进溶液中的神经传达物质乙酰胆碱。利用这一技术可以辨别身体内物质的特性，可以用来检测神经传递信号物质和测量人体内的血糖值及表示身体疲劳程度的乳酸值，并有助于糖尿病的诊断和治疗。

2.5纳米材料在人体组织方面的应用

纳米材料在生物医学领域的应用相当广泛，除上面所述内容外还有如基因治疗、细胞移植、人造皮肤和血管以及实现人工移植动物器官的可能。

目前，首次提出纳米医学的科学家之一詹姆斯贝克和他的同事已研制出一种树形分子的多聚物作为DNA导入细胞的有效载体，在大鼠实验中已取得初步成效，为基因治疗提供了一种更微观的新思路。

纳米生物学的设想，是在纳米尺度上应用生物学原理，发现新现象，研制可编程的分子机器人，也称纳米机器人。纳米机器人是纳米生物学中最具有诱惑力的内容，第一代纳米机器人是生物系统和机械系统的有机结合体，这种纳米机器人可注入人体血管内，进行健康检查和疾病治疗（疏通脑血管中的血栓，清除心脏脂肪沉积物，吞噬病菌，杀死癌细胞，监视体内的病变等）［12］；还可以用来进行人体器官的修复工作，比如作整容手术、从基因中除去有害的DNA，或把正常的DNA安装在基因中，使机体正常运行或使引起癌症的DNA突变发生逆转从而延长人的寿命。将由硅晶片制成的存储器（ROM）微型设备植入大脑中，与神经通路相连，可用以治疗帕金森氏症或其他神经性疾病。第二代纳米机器人是直接从原子或分子装配成具有特定功能的纳米尺度的分子装置，可以用其吞噬病毒，杀死癌细胞。第三代纳米机器人将包含有纳米计算机，是一种可以进行人机对话的装置。这种纳米机器人一旦问世将彻底改变人类的劳动和生活方式。

瑞典正在用多层聚合物和黄金制成医用微型机器人，目前实验已进入能让机器人捡起和移动肉眼看不见的玻璃珠的阶段［13］。

纳米材料所展示出的优异性能预示着它在生物医学工程领域，尤其在组织工程支架、人工器官材料、介入性诊疗器械、控制释放药物载体、血液净化、生物大分子分离等众多方面具有广泛的和诱人的应用前景。随着纳米技术在医学领域中的应用，临床医疗将变得节奏更快，效率更高，诊断检查更准确，治疗更有效。

参考文献

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

［2］孙晓丽等.材料科学与工艺，2002，（4）：436-441

［3］赖高惠编译.化工新型材料，2002，（5）：40

［4］苗宗宁等.实用临床医药杂志，2003，（3）：212-214

［5］崔大祥等.中国科学学院院刊，2003，（1）：20-24

［6］顾宁，付德刚等.纳米技术与应用.北京：人民邮电出版社，2002：131-133

［7］胥保华等.生物医学工程学杂志，2004，（2）：333-336

［8］张立德，牟季美.纳米材料和结构.北京：科学出版社，2001：510

［9］刘新云.安徽化工，2002，（5）：27-29

［10］姚康德，成国祥.智能材料.北京：化学工业出版社，2002：71

篇2

化学需氧量(COD)是评价水体污染的重要指标之一。COD测定的主要方法有高锰酸盐指数法(GB11892-89)和重铬酸钾氧化法(GTB11914-89)。高锰酸盐指数法适用于饮用水、水源水和地面水的测定。重铬酸钾氧化法(CODCr)适用于工业废水、生活污水的测定,但此法要消耗昂贵的硫酸银和毒性大的硫酸汞,造成严重的二次污染,且加热消解时间长、耗能大,缺点十分明显,已不适应我国环境保护发展的需求。为此,人们从不同方面进行了改进。

1标准法的改进

1.1消解方法的改进

为缩短传统的回流消解时间,早期进行的工作包括密封消解法、快速开管消解法、替代催化剂的选择等;近期的工作主要包括采用微波消解法、声化学消解法、光催化氧化法等新技术。

1.1.1替代催化剂的研究重铬酸钾法所用的催化剂Ag2SO4价格昂贵,分析成本高。因此,毕业论文研究Ag2SO4的替代物,以求降低分析费用有一定的实用性。如以MnSO4代替Ag2SO4是可行的,但回流时间仍较长。Ce(SO4)2与过渡金属混合显示出很好的协同催化效应,如以MnSO4-Ce(SO4)2复合催化剂代替Ag2SO4[1],测定废水COD,不但可降低测定费用,还可降低溶液酸度和缩短分析时间,与重铬酸钾法无显著差异。

1.1.2微波消解法如微波消解无汞盐光度法测定COD;微波消解光度法快速测定COD;无需使用HgSO4和Ag2SO4测定COD的微波消解法;氧化铒作催化剂微波消解测定生活污水COD等。Ramon[2]等采用聚焦微波加热常压下快速消解测定COD。

与标准回流法相比,微波消解时间从2h缩短到约10min,且消解时无需回流冷却用水,耗电少,试剂用量大大降低,一次可完成12个样品的消解,减轻了银盐、汞盐、铬盐造成的二次污染[3]。专著[4]对此作了较全面的总结。

1.1.3声化学消解法尽管微波消解时间短,但消解完后要等消解罐冷却至室温仍需一定时间。而超声波消解方便,设备简单,且不受污染物种类及浓度的限制,近年来已有一些应用研究[5]。钟爱国[6]使用自制的声化学反应器对不同水样进行了声化学消解试验,提高了分析效率,减少了化学试剂用量,COD测定范围150mg·L-1～2000mg·L-1,标准偏差≤615%,加标回收率96%～120%。超声波消解时,超声波辐射频率和声强是两个重要的影响因素。试验表明,超声波辐射标准水样30min时,低频(20kHz)、适当高的声强(80W·cm-2)有利于水样的完全消化。

1.1.4光催化氧化法紫外光氧化快速、高效,在常温常压下进行,不产生二次污染,因此对水和废水分析的优势特别突出。近几年来,半导体纳米材料作为催化剂消除水中有机污染物的方法已引起了人们的广泛关注。当用能量等于或大于半导体禁带宽度(312eV)的光照射半导体时,可使半导体表面吸附的羟基或水氧化生成强氧化能力的羟基自由基(·OH),从而使水中的有机污染物氧化分解。艾仕云等[7]提出纳米ZnO和KMnO4协同氧化体系,并据此建立了测定COD的方法,所得结果的可靠性和重现性与标准法相当。他们还使用K2Cr2O7氧化剂、纳米TiO2光催化剂测定COD[8]。通过光催化还原K2Cr2O7生成的Cr3+浓度变化,可以获得样品的COD值。但反应仍需恒温搅拌,反应液需离心过滤。操作烦琐,且不能在线快速分析。

1.2测定方法的改进

1.2.1分光光度法分光光度法测定COD是在强酸性溶液中过量重铬酸钾氧化水中还原性物质,Cr6+还原为Cr3+,英语论文利用分光光度计测定Cr6+或Cr3+来实现COD值测定。Inaga等以Ce(SO4)2作氧化剂,加热反应后测定吸光度,计算出COD值。Konno使用自制的比色计与PC机相联测定COD,所得结果与标准法基本一致。光度法测得COD值快速、准确、成本低等。目前,国内外不少COD快速测定仪均是基于光度法原理。如美国HACH公司制造的COD测定仪是美国国家环保局认可的COD测量方法。

1.2.2电化学分析法

(1)库仑法库仑法是我国测定COD的推荐方法,该法利用电解产业的亚铁离子作库仑滴定剂进行库仑滴定,根据消耗的电量求得剩余K2Cr2O7量,从而计算出COD。广州怡文科技有限公司和中国环境监测总站研制的EST22001COD在线自动监测仪,采用库仑滴定原理,测量范围5mg/L～1000mg/L;测量时间30min～60min,测量误差≤±5%FS;重复误差≤±3%FS,与手动分析具有很好的相关性。

(2)电解法此法既不外加氧化剂,也不加热消解水样,而是利用电化学原理直接测量水中有机物的含量,是COD测定方法的突破。方法原理基于特殊电极电解产生的羟基自由基(·OH)具有很强的氧化能力,可同步迅速氧化水中有机物,较难氧化的物质(如烟酸、吡啶等)也均能被·OH氧化。羟基自由基被消耗的同时,工作电极上电流将产生变化。当工作电极电位恒定时,电流的变化与水中有机物的含量成正比关系,通过计算电流变化便可测量出COD值。作者在这方面作了一些探索工作,取得了初步的结果[9,10]。由于水样不需消解,极大缩短了分析流程,还克服了传统方法中“二次污染”的问题。目前,这类仪器代表产品是德国LAR公司的Elox100A型COD在线自动监测仪h[11]。仪器测量范围从1mg/L～10000mg/L,最大可到100000mg/L,测量周期2min～6min。此仪器在欧美各国已得到较广泛的应用,在我国也获得国家质量监督检疫总局计量器具型式批准证书。

(3)其他电化学分析法Dugin[12]提出以Ce(SO4)2为氧化剂,利用pH电极和氧化还原电极直接测定电势从而测定COD值的方法。Belius2tiu[13]以两种不同的玻璃电极组成电池,通过直接测定电池电动势,对水样中COD值进行测定。赵亚乾[14]以一定比例的反应溶液回流10min后,冷却稀释,用示波器指示终点进行示波电位滴定测定COD。

Westbroek等[15]提出Pt-Pt/PbO2旋转环形圆盘电极多脉冲电流分析法,通过电化学方法产生强氧化剂,硕士论文有机污染物在圆盘电极表面直接氧化或与产生的氧化物质反应而间接被转化。伏安计时电流法和多脉冲计时电流法测COD,可在几秒中获得结果,而且可以在线监测。形成的强氧化媒介可使工作电极表面保持清洁。但方法检测限较高,不适合地表水或轻度污染水的测定。但德忠等[16]提出混合酸消解和单扫描极谱法快速测COD的方法。该法基于用单扫描极谱法测定混合酸(H3PO4-H2SO4)消解体系中过量的Cr6+,从而间接测定COD。混合酸消解回流时间只需15min。Venkata等[17]使用示差脉冲阳极溶出伏安法(DPASV)进行电化学配位滴定确定有机金属络合物的络合能力,从而测定COD。

.2.3化学发光法根据重铬酸钾消解废水后其最终还原产物Cr3+浓度与COD值成正比关系,以及在碱性条件下,Luminol-H2O2-Cr3+体系产生很强的化学发光的原理,文献[18,19]提出一种用光电二极管做检测器测定水体化学需氧量的新方法。

1.2.4紫外吸收光谱法紫外吸收光谱法是通过测量水样中有机物的紫外吸收光谱(一般用254nm波长),直接测定COD。已有工作表明,不少有机物在紫外光谱区有很强的吸收,在一定的条件下有机物的吸光度与COD有相关性,利用这种相关性可直接测定COD。这种方法不像COD、总有机碳(TOC)方法那样明确,但在特定水体中有极高的相关性,也能真实反映有机物含量。基于紫外吸收原理测定COD的仪器已有生产。这类方法均不需添加任何试剂、无二次污染、快速简单,但前提条件是水质组成必须相对稳定。此方法在日本已是标准方法,但在欧美各国尚未推广应用,在我国尚需开展相关的研究。

2自动在线分析技术

流动分析(FA)用于水样COD的测定可将样品消解和测定实现一体化,留学生论文使整个过程实现在线化、自动化。Korinaga[20]提出以Ce(SO4)2为氧化剂,采用空气整段间隔连续流动分析法对环境水样中的COD进行测定,采样频率达90次/h,但需特制的阀,且管长达18m。陈晓青等[21]提出测定COD的流动注射停流法,系统以微机控制蠕动泵的启停,并记录分光光度计检测到的信号。由于停流技术的引入,解决了慢反应中样品的过度分散问题。

Cuesta等[22]提出COD的微波消解火焰原子吸收光谱-流动注射分析法。用微波加热消解样品,未被样品中有机物质还原的Cr6+保留在阴离子交换树脂上,Cr6+经洗脱后用火焰原子吸收光谱法测定。这种方法在检测中没有基体效应的影响。

尽管流动注射分析的优势突出,但仍免不了传统加热方式。为了提高在线消解效率,不得不加长反应管或采用停留技术,这又导致分析周期延长或低的采样频率。医学论文微波在线消解效果虽好,但去除产生的气泡使流路结构复杂化。但德忠等[23]将流动注射和紫外光氧化技术引入高锰酸盐指数的测定中,建立了紫外光催化氧化分光光度法测定高锰酸盐指数的流动分析体系,并对多种标准物质(葡萄糖、邻苯二甲酸氢钾、草酸钠等)进行了研究,反应仅需约115min,回收率8310%～11110%,检测限为016mg/L。用此方法成功测定了COD质控标准(QCSPEX-PEM-WP)和英格兰普利茅斯Tamar河水样品。

Yoon-Chang[24]将光催化剂二氧化钛铺助紫外光消解与流动分析技术联用测定化学耗氧量,获得了好的相关性。李保新等[25]把化学发光系统和流动分析法结合测定高锰酸盐指数,有机物在室温条件下发生化学氧化反应,KMnO4还原为Mn2+并吸附在强酸性阳离子交换树脂微型柱上,同时过量的MnO-

4通过微型柱废弃。吸附在微型

柱上的Mn2+被洗脱出来使用H2O2发光体系检测。若换用职称论文重铬酸钟氧化剂,在酸性条件下,重铬酸钾还原生成的Cr(Ⅲ)催化Luminol-H2O2体系产生强的化学发光可测定COD。该方法已用于地表水样COD的测定。

基于流动技术,综合电化学技术、现代传感技术、自动测量技术、自动控制技术、计算机应用技术、现代光机电技术研制的COD在线监测仪,一般包括进样系统、反应系统、检测系统、控制系统四部分。进样系统由输液泵、定量管、电磁阀、管路、接口等组成,完成对水样的采集、输送、试剂混合、废液排除及反应室清洗等功能;反应系统主要有加热单元或(和)反应室,完成水样的消解和的反应;检测系统包括单片机(或工控机)、时序控制和数据处理软件、键盘和显示屏等,完成在线全过程的控制、数据采集与处理、显示、储存及打印输

参考文献:

[1]杨娅,艾仕云,李嘉庆等.用MnSO4-Ce(SO4)2协同催化快速测定COD的研究[J].重庆环境科学,2003,25(11):30-31.

[2]RamonRamon,FranciscoValero,Manueldelvalle.Rapiddeterminationofchemicaloxygendemand[J].AnalyticachimicaActa,2003,491:9-109.

[3]但德忠,杨先锋,王方强,等.COD测定的新方法-微波消解法[J].理化检验-化学分册,1997,33(3):135-136.

[4]但德忠,分析测试中的现代微波制样技术[M].成都:四川大学出版社,2003年.

篇3

化学需氧量(COD)是评价水体污染的重要指标之一。COD测定的主要方法有高锰酸盐指数法(GB11892 - 89)和重铬酸钾氧化法(GTB11914 -89) 。高锰酸盐指数法适用于饮用水、水源水和地面水的测定。重铬酸钾氧化法(CODCr )适用于工业废水、生活污水的测定，但此法要消耗昂贵的硫酸银和毒性大的硫酸汞，造成严重的二次污染，且加热消解时间长、耗能大，缺点十分明显，已不适应我国环境保护发展的需求。为此，人们从不同方面进行了改进。

1　标准法的改进

1.1　消解方法的改进

为缩短传统的回流消解时间，早期进行的工作包括密封消解法、快速开管消解法、替代催化剂的选择等;近期的工作主要包括采用微波消解法、声化学消解法、光催化氧化法等新技术。

1.1.1替代催化剂的研究　重铬酸钾法所用的催化剂Ag2 SO4 价格昂贵，分析成本高。因此，毕业论文研究Ag2 SO4 的替代物，以求降低分析费用有一定的实用性。如以MnSO4 代替Ag2 SO4 是可行的，但回流时间仍较长。Ce ( SO4 ) 2 与过渡金属混合显示出很好的协同催化效应，如以MnSO4 - Ce ( SO4 ) 2复合催化剂代替Ag2 SO4[ 1 ] ，测定废水COD，不但可降低测定费用，还可降低溶液酸度和缩短分析时间，与重铬酸钾法无显著差异。

1.1.2微波消解法　如微波消解无汞盐光度法测定COD;微波消解光度法快速测定COD;无需使用HgSO4 和Ag2 SO4 测定COD 的微波消解法;氧化铒作催化剂微波消解测定生活污水COD 等。Ramon[ 2 ]等采用聚焦微波加热常压下快速消解测定COD。

与标准回流法相比，微波消解时间从2h缩短到约10min，且消解时无需回流冷却用水，耗电少，试剂用量大大降低，一次可完成12 个样品的消解，减轻了银盐、汞盐、铬盐造成的二次污染[ 3 ] 。专著[ 4 ]对此作了较全面的总结。

1.1.3声化学消解法　尽管微波消解时间短，但消解完后要等消解罐冷却至室温仍需一定时间。而超声波消解方便，设备简单，且不受污染物种类及浓度的限制，近年来已有一些应用研究[ 5 ] 。钟爱国[ 6 ]使用自制的声化学反应器对不同水样进行了声化学消解试验，提高了分析效率，减少了化学试剂用量， COD 测定范围150mg ·L - 1 ～ 2000mg·L - 1 ，标准偏差≤615% ，加标回收率96% ～120%。超声波消解时，超声波辐射频率和声强是两个重要的影响因素。试验表明，超声波辐射标准水样30min 时， 低频( 20kHz) 、适当高的声强(80W·cm- 2 )有利于水样的完全消化。

1.1.4光催化氧化法　紫外光氧化快速、高效，在常温常压下进行，不产生二次污染，因此对水和废水分析的优势特别突出。近几年来，半导体纳米材料作为催化剂消除水中有机污染物的方法已引起了人们的广泛关注。当用能量等于或大于半导体禁带宽度(312eV)的光照射半导体时，可使半导体表面吸附的羟基或水氧化生成强氧化能力的羟基自由基( ·OH) ，从而使水中的有机污染物氧化分解。艾仕云等[ 7 ]提出纳米ZnO 和KMnO4协同氧化体系，并据此建立了测定COD 的方法，所得结果的可靠性和重现性与标准法相当。他们还使用K2 Cr2O7 氧化剂、纳米TiO2 光催化剂测定COD[ 8 ] 。通过光催化还原K2 Cr2O7 生成的Cr3 +浓度变化，可以获得样品的COD值。但反应仍需恒温搅拌，反应液需离心过滤。操作烦琐，且不能在线快速分析。

1.2　测定方法的改进

1. 2. 1分光光度法　分光光度法测定COD是在强酸性溶液中过量重铬酸钾氧化水中还原性物质， Cr6 +还原为Cr3 + ，英语论文利用分光光度计测定Cr6 +或Cr3 +来实现COD 值测定。Inaga 等以Ce ( SO4 ) 2作氧化剂，加热反应后测定吸光度，计算出COD值。Konno使用自制的比色计与PC机相联测定COD，所得结果与标准法基本一致。光度法测得COD值快速、准确、成本低等。目前，国内外不少COD快速测定仪均是基于光度法原理。如美国HACH公司制造的COD测定仪是美国国家环保局认可的COD测量方法。

1. 2. 2电化学分析法

(1)库仑法　库仑法是我国测定COD的推荐方法，该法利用电解产业的亚铁离子作库仑滴定剂进行库仑滴定， 根据消耗的电量求得剩余K2 Cr2O7 量，从而计算出COD。广州怡文科技有限公司和中国环境监测总站研制的EST22001COD在线自动监测仪，采用库仑滴定原理，测量范围5mg/L～1000mg/L;测量时间30min～60min，测量误差≤±5% FS;重复误差≤±3%FS，与手动分析具有很好的相关性。

(2)电解法　此法既不外加氧化剂，也不加热消解水样，而是利用电化学原理直接测量水中有机物的含量，是COD测定方法的突破。方法原理基于特殊电极电解产生的羟基自由基( ·OH)具有很强的氧化能力，可同步迅速氧化水中有机物，较难氧化的物质(如烟酸、吡啶等)也均能被·OH氧化。羟基自由基被消耗的同时，工作电极上电流将产生变化。当工作电极电位恒定时，电流的变化与水中有机物的含量成正比关系，通过计算电流变化便可测量出COD 值。作者在这方面作了一些探索工作，取得了初步的结果[ 9， 10 ] 。由于水样不需消解，极大缩短了分析流程，还克服了传统方法中“二次污染”的问题。目前，这类仪器代表产品是德国LAR公司的Elox100A型COD在线自动监测仪h[ 11 ] 。仪器测量范围从1mg/L～10000mg/L，最大可到100000mg/L，测量周期2min～6min。此仪器在欧美各国已得到较广泛的应用，在我国也获得国家质量监督检疫总局计量器具型式批准证书。

(3)其他电化学分析法　Dugin[ 12 ]提出以Ce( SO4 ) 2 为氧化剂，利用pH电极和氧化还原电极直接测定电势从而测定COD 值的方法。Belius2tiu[ 13 ]以两种不同的玻璃电极组成电池，通过直接测定电池电动势， 对水样中COD值进行测定。赵亚乾[ 14 ]以一定比例的反应溶液回流10min后，冷却稀释，用示波器指示终点进行示波电位滴定测定COD。

Westbroek等[ 15 ]提出Pt - Pt/PbO2 旋转环形圆盘电极多脉冲电流分析法，通过电化学方法产生强氧化剂，硕士论文有机污染物在圆盘电极表面直接氧化或与产生的氧化物质反应而间接被转化。伏安计时电流法和多脉冲计时电流法测COD，可在几秒中获得结果，而且可以在线监测。形成的强氧化媒介可使工作电极表面保持清洁。但方法检测限较高，不适合地表水或轻度污染水的测定。但德忠等[ 16 ]提出混合酸消解和单扫描极谱法快速测COD 的方法。该法基于用单扫描极谱法测定混合酸(H3 PO4 - H2 SO4 )消解体系中过量的Cr6 + ，从而间接测定COD。混合酸消解回流时间只需15min。Venkata等[ 17 ]使用示差脉冲阳极溶出伏安法(DPASV)进行电化学配位滴定确定有机金属络合物的络合能力，从而测定COD。

1.2.3化学发光法　根据重铬酸钾消解废水后其最终还原产物Cr3 +浓度与COD值成正比关系，以及在碱性条件下， Luminol - H2O2 - Cr3 +体系产生很强的化学发光的原理，文献[ 18， 19 ]提出一种用光电二极管做检测器测定水体化学需氧量的新方法。

1.2.4紫外吸收光谱法　紫外吸收光谱法是通过测量水样中有机物的紫外吸收光谱(一般用254nm波长) ，直接测定COD。已有工作表明，不少有机物在紫外光谱区有很强的吸收，在一定的条件下有机物的吸光度与COD 有相关性，利用这种相关性可直接测定COD。这种方法不像COD、总有机碳( TOC)方法那样明确，但在特定水体中有极高的相关性，也能真实反映有机物含量。基于紫外吸收原理测定COD 的仪器已有生产。这类方法均不需添加任何试剂、无二次污染、快速简单，但前提条件是水质组成必须相对稳定。此方法在日本已是标准方法，但在欧美各国尚未推广应用，在我国尚需开展相关的研究。

2　自动在线分析技术

流动分析( FA)用于水样COD的测定可将样品消解和测定实现一体化，留学生论文使整个过程实现在线化、自动化。Korinaga[ 20 ]提出以Ce ( SO4 ) 2 为氧化剂，采用空气整段间隔连续流动分析法对环境水样中的COD进行测定，采样频率达90次/h，但需特制的阀，且管长达18m。陈晓青等[ 21 ]提出测定COD的流动注射停流法，系统以微机控制蠕动泵的启停，并记录分光光度计检测到的信号。由于停流技术的引入，解决了慢反应中样品的过度分散问题。

Cuesta等[ 22 ]提出COD的微波消解火焰原子吸收光谱- 流动注射分析法。用微波加热消解样品，未被样品中有机物质还原的Cr6 +保留在阴离子交换树脂上， Cr6 +经洗脱后用火焰原子吸收光谱法测定。这种方法在检测中没有基体效应的影响。

尽管流动注射分析的优势突出，但仍免不了传统加热方式。为了提高在线消解效率，不得不加长反应管或采用停留技术，这又导致分析周期延长或低的采样频率。医学论文微波在线消解效果虽好，但去除产生的气泡使流路结构复杂化。但德忠等[ 23 ]将流动注射和紫外光氧化技术引入高锰酸盐指数的测定中，建立了紫外光催化氧化分光光度法测定高锰酸盐指数的流动分析体系，并对多种标准物质(葡萄糖、邻苯二甲酸氢钾、草酸钠等)进行了研究，反应仅需约115min，回收率8310%～11110%，检测限为016mg/L。用此方法成功测定了COD质控标准(QCSPEX - PEM - WP)和英格兰普利茅斯Tamar河水样品。

Yoon - Chang[ 24 ]将光催化剂二氧化钛铺助紫外光消解与流动分析技术联用测定化学耗氧量，获得了好的相关性。李保新等[ 25 ]把化学发光系统和流动分析法结合测定高锰酸盐指数，有机物在室温条件下发生化学氧化反应， KMnO4 还原为Mn2 +并吸附在强酸性阳离子交换树脂微型柱上，同时过量的MnO-

4 通过微型柱废弃。吸附在微型

柱上的Mn2 + 被洗脱出来使用H2O2 发光体系检测。若换用职称论文重铬酸钟氧化剂，在酸性条件下，重铬酸钾还原生成的Cr ( Ⅲ)催化Luminol - H2O2 体系产生强的化学发光可测定COD。该方法已用于地表水样COD的测定。

基于流动技术，综合电化学技术、现代传感技术、自动测量技术、自动控制技术、计算机应用技术、现代光机电技术研制的COD 在线监测仪，一般包括进样系统、反应系统、检测系统、控制系统四部分。进样系统由输液泵、定量管、电磁阀、管路、接口等组成，完成对水样的采集、输送、试剂混合、废液排除及反应室清洗等功能;反应系统主要有加热单元或(和)反应室，完成水样的消解和的反应;检测系统包括单片机(或工控机) 、时序控制和数据处理软件、键盘和显示屏等，完成在线全过程的控制、数据采集与处理、显示、储存及打印输 参考文献

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