3. 结论 15

致谢 17

1. 前言

环境污染问题己经成为当前中国发展中的一个重大问题，水质的污染是环境污染的一大方面，污水是否达到排放标准由污水的污染指数决定，其中最重要的指标是污水的化学需氧量(COD)值。而COD数据传统测定方法有，重铬酸钾法、库仑法、催化快速法、节能加热法、比色法等。这些方法测定结果准确、重现性高,但不能进行批量测定, 分析周期长，工作量大，能耗高，二次污染严重。例如，重铬酸钾法是在强酸性溶液中，准确加入过量的重铬酸钾标准溶液，加热回流，将水样中还原性物质（主要是有机物）氧化，过量的重铬酸钾以试亚铁灵作指示剂，用硫酸亚铁铵标准溶液回滴，根据所消耗的重铬酸钾标准溶液量计算化学需氧量，但在样品消解后回滴铬酸盐的方法不够灵敏，且需消耗一些昂贵的试剂（Ag2SO4）和有毒物质试剂（Hg）[1]；库仑法测定COD简便、快速、试剂用量少、回流时间短，且电极产生的Fe2+作为滴定剂，避免了硫酸亚铁的配制及标定等繁杂的手续，但是库仑滴定法测定COD受到的干扰因素有时是比较多的，不太适合较复杂溶液体系的测定；催化快速法耗时短暂，但需要专用的复合指示剂催化，且需要在165℃恒温下加热消化水样，耗能大。因此，需要建立新的方法以满足监测水体中的污染物，特别是用于监督工业污水排放的要求。新方法必须快速、准确、对环境友好，并能提高现有方法的灵敏度和使用范围。

对于水体COD测定方法的研究，主要有两种改进方式。一种是对传统测定方法的氧化剂改进。李德豪等[2]以硫酸镁-硫酸铜代替硫酸银作降解的催化剂，在混酸介质H3PO4 -H2SO4 的体积比为4∶1，消解液酸度为50 %，微波消解5 min，此法无需昂贵的银盐催化，节约了贵金属资源，具有消解快速、分析成本低,、易于操作的优点；二是氧化剂的改进，李可等[3]用Ce(SO4)2代替K2Cr2O7 作氧化剂，分别对苯、苯甲醛、羟基苯甲醛、甲基苯甲醛模拟废水与实际印钞废水进行比较研究，结果一致表明：硫酸铈法明显优于标准法；三是对消解条件的改进，强洪等[4]人用XJ-Ⅰ型COD消解装置快速处速处理水样,对常规消解和密封消解的两种测试方法进行了比较，实验表明,密封法消解只需加热6min,试剂用量少，每个样品约消耗硫酸少,即节省时间和药品,又可同时测定十几个样品。

另一种则是对传统消解方法的改进，如，密封消解法，开管消解法，微波消解法，还有其中最为突出的是利用光催化降解。Matthews等[5]曾在1990年采用纳米TiO2对水中34种有机污染物的光催化分解进行了系统的研究,结果表明光催化氧化法可将水中的烃类、卤代物、羧酸、表面活性剂、染料、含氮有机物、有机磷农药杀虫剂等较快的完全氧化为H2O和CO2等无害物质；丁红春等[6]采用溶胶-凝胶法在石英管上制备TiO2膜，以Ce(IV)作为纳米TiO2光生电子的接受体，通过Ce(IV)的紫外吸收值的变化定量水样中的COD值,首次建立了纳米TiO2-Ce(SO4)2 协同催化氧化体系测定水体中低值COD的新方法，是一种快速、准确、灵敏的测定方法；宫福强[7]通过改变实验单一变量作研究，探索出二氧化钛光催化反应处理制药废水的最佳反应条件，为实际应用提供依据。

纳米TiO2光催化作为一种高级氧化技术可将水中有机污染物完全光催化降解为H2O和CO2，因此光催化在有机污染物降解方面具有降解效率高、无二次污染等优点而受到人们的广泛关注，在环境监测方面显示出广阔的应用前景。[8]