纳米材料在 UV 法 COD 监测预处理中的应用

纳米材料因其独特的表面效应和吸附性能，在 UV 法 COD 监测预处理中可有效去除干扰物质（如悬浮物、有机物污染、重金属），显著提升预处理效率，核心应用如下：

纳米过滤材料去除悬浮物与胶体

传统过滤的局限：常规滤膜（如 0.45μm）对纳米级胶体颗粒（1-100nm）去除效果差，这些胶体仍会导致光散射干扰。

纳米材料应用：

纳米二氧化钛（TiO₂）复合膜：在传统滤膜表面涂覆纳米 TiO₂涂层，TiO₂纳米颗粒（粒径 20-50nm）形成纳米级孔隙（孔径 5-50nm），可有效截留纳米胶体颗粒，对浊度＞100NTU 的水样，处理后浊度可降至 5NTU 以下，且水通量是传统滤膜的 2 倍（不易堵塞）。

纳米纤维素膜：纳米纤维素具有高比表面积（＞100m²/g）和多孔结构，对水中悬浮物的吸附容量是传统滤膜的 3-5 倍，使用寿命延长至 1-2 周，适合高浊度地表水预处理。

纳米吸附材料去除干扰有机物

干扰问题：水样中的腐殖酸、染料等有色有机物会吸收 254nm 紫外光，导致 COD 测量值偏高，传统活性炭吸附效率有限（尤其对小分子有机物）。

纳米材料应用：

纳米活性炭（AC）：粒径 10-50nm，比表面积＞1500m²/g，对腐殖酸的吸附容量是传统活性炭的 5 倍，10 分钟内即可将水中腐殖酸浓度从 10mg/L 降至 0.5mg/L 以下，且可通过热再生（300℃加热）重复使用 50 次以上。

纳米分子筛：如 ZSM-5 纳米分子筛（孔径 0.5nm），对特定尺寸的有机物（如染料分子）具有选择性吸附作用，在印染废水预处理中，可针对性去除染料，保留其他有机物，确保 COD 测量准确性。

纳米催化材料降解还原性无机物

干扰问题：工业废水中的亚硝酸盐、硫化物等还原性无机物不吸收 254nm 紫外光，但会导致 UV 法与重铬酸钾法结果偏差（用户易误解为 UV 法不准）。

纳米材料应用：

纳米二氧化锰（MnO₂）：作为催化剂，在酸性条件下可快速氧化亚硝酸盐（NO₂⁻→NO₃⁻），反应 3 分钟转化率＞95%，且 MnO₂不溶于水，不会引入新的干扰。

纳米零价铁（nZVI）：可还原去除硫化物（S²⁻→S⁰），纳米铁比表面积大，反应活性是传统铁粉的 10 倍，处理后水中硫化物浓度＜0.1mg/L，且不会影响有机物的紫外吸收。

应用优势与注意事项

优势：预处理效率高（速度快、去除率高）、材料可重复使用、无二次污染（多数纳米材料化学稳定性好）。

注意事项：纳米材料需固定化（如制成膜或颗粒），避免纳米颗粒进入检测系统；部分纳米材料（如 nZVI）易氧化，需密封保存。