硫酸铜作为替代催化剂测定化学需氧量的应用研究

邢竹 （天津渤海职业技术学院 天津30402）

硫酸铜作为替代催化剂测定化学需氧量的应用研究

邢竹 （天津渤海职业技术学院 天津30402）

化学需氧量（COD）是常规水质监测项目之一，主要用于测定污染较重的工业废水及生活污水。但该方法中使用的催化剂为硫酸银，测定成本较高。选择硫酸铜作为替代催化剂，并对该催化剂的催化性能进行研究分析。

化学需氧量 催化剂 硫酸铜

化学需氧量是反映水体中还原性污染物的主要指标，也是水质常规监测分析项目之一，目前工业废水及污染较严重的水体大多采用重铬酸钾法进行测定。[1]该方法具有测定结果准确、重现性好等优点。[2]但也存在加热回流时间长，催化剂费用高的问题，限制了该方法的使用。

1 试验部分

1.1 仪器

加热回流装置、磨口三角瓶、锥形瓶、移液管、电炉。

1.2 试剂

0.250 0 mol/L重铬酸钾标准溶液、试亚铁灵指示剂、浓度约为0.10 mol/L硫酸亚铁铵标准溶液、浓硫酸、硫酸-硫酸银溶液、邻菲罗啉指示剂、理论化学需氧量为500 mg/L邻苯二甲酸氢钾标准溶液、硫酸铜。

1.3 试验方法

将国家标准方法GB 11914-1989中催化剂Ag2SO4用Cu-SO4替代，其他操作步骤按国标方法完成。

2 结果与讨论

2.1 催化剂的选择

用CuSO4替代Ag2SO4作为催化剂，对理论化学需氧量为500 mg/L的邻苯二甲酸氢钾标准溶液进行测定。由于所采用作为催化剂的试剂不同，滴定终点颜色变化有所差异。结果如表1所示。

表1 CuSO4与Ag2SO4催化性能对比

由表1结果所示，催化剂为Ag2SO4时化学需氧量的测定值与已知理论化学需氧量的标准溶液理论值最接近，可用此催化剂的测定值作为标准来判断替代催化剂CuSO4的催化性能。

2.2 CuSO4作替代催化剂

2.2.1 确定CuSO4用量 根据试验方法，分别加入替代催化剂CuSO40.1 g、0.2 g、0.3 g、0.4 g、0.5 g，测定理论化学需氧量为500 mg/L的邻苯二甲酸氢钾标准溶液，测定结果如图1所示。

图1 不同CuSO4用量的测定结果

由上图所示，加入CuSO40.3 g时，测定结果与理论值最接近，因此可将替代催化剂的加入量确定为0.3 g。

邻苯二甲酸氢钾是易氧化物质，为测定CuSO4对含多种有机物的实际废水的催化氧化能力，根据试验方法，加入硫酸铜0.3 g，对某食品厂废水、景观水和化工厂废水的化学需氧量进行测定，并对测定结果进行比较，结果见表2。

表2 CuSO4作催化剂实际水样的测定结果

由上表可得出结论，CuSO4作为替代催化剂与标准方法中Ag2SO4作催化剂，测定结果相对误差较小，可应用于对水样测定结果要求不高的情况。同时，由于CuSO4作为替代催化剂的测定结果均偏小，可见其催化氧化性能比Ag2SO4弱，因此可用于易被氧化物质的测定中。

2.2.2 Ag2SO4与CuSO4混合配比 为使测定结果与标准方法测定结果更接近，试验中Ag2SO4与CuSO4以不同比例混合作催化剂测定理论化学需氧量为500 mg/L的邻苯二甲酸氢钾标准溶液，催化剂总量为0.3 g，测定结果见图2。

图2 不同催化剂配比的测定结果

由上图可见，催化剂总质量不变，部分Ag2SO4被CuSO4替代，测定结果准确度仍可达到要求。可采用3:1的配比，既保证试验效果又大大降低了经济成本。

3 结论

化学需氧量测定在国家标准方法中采用Ag2SO4作为催化剂，如测定后废水不经处理直接排放易造成重金属污染，且该催化剂使用成本较高。当测定要求精度不高时，可用CuSO4作为替代催化剂，最佳加入量为0.3 g。为提高测定精度，亦可用Ag2SO4与CuSO4混合配比作为替代催化剂，Ag2SO4∶CuSO4为3∶1时催化氧化效果最好，并可在实际废水的测定中应用。■

[1]魏雪娇，段胜彬.COD快速测定方法综述[J].中国甜菜糖业.1998（3）:38-40.

[2]吕正中,谭爱民,张磊.化学需氧量测定方法综述[J].工业水处理，2000，20（10）:9-12.

2011-11-05