臭氧老化試驗(yàn)箱中臭氧濃度的檢測(cè)方法

鄧潤芝

摘 要：在大氣環(huán)境中，臭氧含量小于0.05μmol/mol，此為材料出現(xiàn)龜裂狀況的重要原因。臭氧老化試驗(yàn)箱主要作用在于強(qiáng)化與模擬臭氧條件，探析臭氧對(duì)一般材料的作用規(guī)律，及時(shí)對(duì)材料防護(hù)功能與抗臭氧老化性能的有效方式進(jìn)行鑒定，并借助切實(shí)可行的防老化舉措，從而使相關(guān)制品的使用年限得到延長。臭氧老化試驗(yàn)箱中所含有的臭氧濃度誤差，會(huì)對(duì)最終測(cè)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生直接影響?，F(xiàn)階段，我國臭氧老化試驗(yàn)箱的檢測(cè)方式與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)等內(nèi)容還有所缺失。本文以臭氧濃度檢測(cè)方法分析為出發(fā)點(diǎn)，詳述了臭氧老化試驗(yàn)箱中臭氧濃度的檢測(cè)方法選擇，最終對(duì)臭氧老化試驗(yàn)箱中臭氧濃度檢測(cè)方法進(jìn)行探析。

關(guān)鍵詞：臭氧老化試驗(yàn)箱；臭氧濃度；檢測(cè)方法

中圖分類號(hào)：O652 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）20-0007-02

臭氧為強(qiáng)氧化劑，其有著較強(qiáng)漂白、殺菌以及除味等優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，所以在食品保鮮、與水消毒等產(chǎn)品中應(yīng)用的極為普遍。對(duì)于臭氧老化試驗(yàn)箱中臭氧濃度的檢測(cè)方法來說，可以借助紫外光度法與碘量法來落實(shí)對(duì)臭氧濃度的有效檢測(cè)，且保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

1 臭氧濃度的檢測(cè)方法

對(duì)臭氧濃度的檢測(cè)方法來說，主要包括碘量法、紫外光度法、庫倫法、分光光度法以及半導(dǎo)體傳感器法等。針對(duì)此，應(yīng)對(duì)每種方法進(jìn)行詳細(xì)分析，判斷每種方法對(duì)臭氧濃度檢測(cè)所能夠產(chǎn)生的效果，從而對(duì)不同檢測(cè)方法予以有針對(duì)性的使用。臭氧濃度的檢測(cè)方法，主要內(nèi)容體現(xiàn)如下：

1.1 碘量法

碘化鉀（KI）水溶液和臭氧（O3）氣體反應(yīng)游離碘（I2），以硫代硫酸鈉（Na2S2O3）溶液實(shí)施滴定，以淀粉為指示劑，針對(duì)硫代硫酸鈉溶液實(shí)際消耗程度，對(duì)臭氧濃度進(jìn)行計(jì)算。

O3+2KI+H2O→O2+I2+2KOH

I2+2Na2S2O3→2NaI+Na2S4O6

這一方式具備經(jīng)濟(jì)、直觀等優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也有一定弊端，如該方式需運(yùn)用量筒、滴定管和相關(guān)化學(xué)試劑等，攜帶起來很不方便，并很容易受到某些氧化劑的影響，同時(shí)此方式也會(huì)受到一些外在原因影響[1]。所以，在實(shí)際運(yùn)用中，應(yīng)充分衡量諸多因素，最終再對(duì)檢測(cè)方法予以判定，這樣才能夠使臭氧濃度的檢測(cè)結(jié)果獲得準(zhǔn)確。

1.2 紫外光度法

紫外光度法主要是以臭氧波長在254nm最大吸收值，對(duì)紫外光予以減弱，而后通過電子電路、以及光電元件等進(jìn)行數(shù)據(jù)輸出，這種方式不但精準(zhǔn)，還能夠?qū)嵤┰诰€測(cè)量，具有較強(qiáng)抗干擾能力以及使用便捷等諸多優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)。紫外光度法屬于物理檢測(cè)方法的一種，其可進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，即使在紫外光強(qiáng)度作用下，分解速率常數(shù)也不會(huì)發(fā)生變化?？梢?，紫外光度法為一種行之有效的臭氧濃度檢測(cè)方法，因此應(yīng)對(duì)這一方法的運(yùn)用加以重視。

1.3 庫倫法

對(duì)庫倫臭氧分析儀來說，若不小心被空氣所侵入，電解液就會(huì)經(jīng)過陰極不斷循環(huán)?？諝庵械某粞鯐?huì)對(duì)鹵素離子產(chǎn)生影響，臭氧會(huì)將其氧化為鹵素。鹵素和臭氧兩者之間的反應(yīng)是以化學(xué)劑量實(shí)施的，在陰極并未還原時(shí)，鹵素是不會(huì)受到影響的。原電池和臭氧濃度兩者之間若以正比的狀態(tài)存在，那么就能夠?qū)Τ粞鯘舛葘?shí)施計(jì)算了，在這種情況下，所計(jì)算出的臭氧濃度的準(zhǔn)確性也能夠得到一定保障[2]。另外，傳感器應(yīng)針對(duì)溫度等實(shí)施補(bǔ)償，其所需時(shí)間較長，通常為0.5至24個(gè)小時(shí)，且對(duì)所處環(huán)境也有著較高要求。因此，在使用庫侖法時(shí)，應(yīng)先對(duì)環(huán)境條件加以明晰，而后再?zèng)Q定是否運(yùn)用這種方法，切勿以盲目的方式，對(duì)該方法加以運(yùn)用，如此不但難以達(dá)到預(yù)期的檢測(cè)效果，還會(huì)對(duì)檢測(cè)效率與檢測(cè)質(zhì)量等產(chǎn)生影響，難以對(duì)臭氧濃度檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性加以保證，這就使得臭氧濃度檢測(cè)喪失了其原本價(jià)值[3]。

1.4 分光光度法

分光光度法的運(yùn)用效果是較為良好的。詳細(xì)來說，空氣中所含有的臭氧，在某種情況下，會(huì)和靛藍(lán)二硫磺鈉摩爾反應(yīng)，反應(yīng)為靛紅二硫酸鈉。對(duì)吸光度測(cè)定而言，應(yīng)針對(duì)藍(lán)色變化狀況對(duì)臭氧濃度實(shí)施檢測(cè)，以檢測(cè)出準(zhǔn)確濃度。分光光度法對(duì)臭氧濃度檢測(cè)極為有效，但這一方法在實(shí)施過程中，所需借助的設(shè)備是很多的，所以還應(yīng)根據(jù)自身狀況，以及其它因素，對(duì)分光光度法加以運(yùn)用，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)臭氧濃度的良好檢測(cè)。

1.5 半導(dǎo)體傳感器法

半導(dǎo)體傳感器法主要是針對(duì)金屬半導(dǎo)體氧化物和金屬氧化物檢測(cè)元件和臭氧共同作用下產(chǎn)生反應(yīng)，使得載流子運(yùn)動(dòng)為特點(diǎn)的伏安特征、亦或者表面電位改變情況對(duì)臭氧濃度實(shí)施檢測(cè)的。以機(jī)理層面來分析，可將其劃分為表面電位型、體積控制型與表面電位型[4]。其中表面電位型一般是利用半導(dǎo)體對(duì)氣體進(jìn)行吸附表面電位產(chǎn)生氣體原件。表面控制型是運(yùn)用氣體吸附半導(dǎo)表面出現(xiàn)的半導(dǎo)率變化元件。體積控制型則是以氣體反應(yīng)和半導(dǎo)體為前提，體積所產(chǎn)生的變化，使得電導(dǎo)率發(fā)生變化這一工作原理，該方式具備靈敏性好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單以及反應(yīng)快等諸多優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，但其也具有一定劣勢(shì)，如線性范圍偏小，較為容易受到干擾等，特別是溫度因素的干擾。所以，在使用半導(dǎo)體傳感器法時(shí)，務(wù)必要對(duì)溫度條件進(jìn)行了解，若發(fā)現(xiàn)溫度條件和方法運(yùn)用兩者之間存在某種不適應(yīng)性，那么就絕不應(yīng)運(yùn)用該方法，以防止對(duì)臭氧濃度檢測(cè)結(jié)果造成影響，致使臭氧濃度檢測(cè)結(jié)果尤為不準(zhǔn)確。但若發(fā)現(xiàn)溫度等條件較為適合，那么就應(yīng)積極運(yùn)用此方法，增強(qiáng)抽樣檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，從而得出準(zhǔn)確的檢測(cè)數(shù)據(jù)。

2 臭氧老化試驗(yàn)箱中臭氧濃度的檢測(cè)方法選擇

臭氧老化試驗(yàn)箱的主要用途為強(qiáng)化與模擬大氣環(huán)境中的臭氧狀態(tài)，通常情況下，其濃度會(huì)設(shè)置為1.0μmol/mol、5.0μmol/mol、500μmol/mol等。臭氧老化試驗(yàn)箱自身體積相對(duì)較重，在檢測(cè)期間，應(yīng)以現(xiàn)場(chǎng)安裝環(huán)境為主，相比化學(xué)實(shí)驗(yàn)室，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的穩(wěn)定程度肯定有所落后，會(huì)影響到臭氧濃度檢測(cè)工作的開展，所以對(duì)臭氧老化試驗(yàn)箱中的臭氧濃度檢測(cè)原則來說，要將環(huán)境條件當(dāng)作重要依據(jù)，同時(shí)對(duì)相關(guān)檢測(cè)設(shè)備的選擇來說，也應(yīng)盡量選擇那些便于攜帶的設(shè)備，以降低攜帶設(shè)備的負(fù)擔(dān)，確保其能夠?yàn)槌粞趵匣囼?yàn)箱中臭氧濃度檢測(cè)工作的開展提供良好輔助，促進(jìn)該項(xiàng)檢測(cè)工作效率與質(zhì)量的提高[5]。

依據(jù)半導(dǎo)體傳感器原理以及庫倫法為原則的臭氧濃度檢測(cè)穩(wěn)定性較強(qiáng)，但環(huán)境因素對(duì)其的影響會(huì)偏大。為保證臭氧老化試驗(yàn)箱中臭氧濃度檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，則應(yīng)對(duì)相關(guān)儀器的穩(wěn)定性加以保持，最好先保持24小時(shí)。但應(yīng)明確的是，在檢測(cè)低濃度臭氧時(shí)，儀器檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性是低于其它檢測(cè)方式的，所以其對(duì)臭氧老化試驗(yàn)箱中臭氧濃度的檢測(cè)并不適用，相較而言，室內(nèi)環(huán)境更適合于這一檢測(cè)方式。因此，在進(jìn)行臭氧老化試驗(yàn)箱中臭氧濃度現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)，并不建議過多運(yùn)用儀器。靛藍(lán)二硫酸鈉法在檢測(cè)臭氧老化試驗(yàn)箱中臭氧濃度的準(zhǔn)確性很高，但這一方法對(duì)環(huán)境的要求也是極高的，且需借助一定輔助方式，如分光光度計(jì)、以及水浴鍋等設(shè)備的輔助，但分光光度計(jì)并不適于帶出運(yùn)用的，同時(shí)其檢測(cè)范圍也相對(duì)較小，所以不少臭氧老化試驗(yàn)箱實(shí)際檢測(cè)條件和靛藍(lán)二硫酸鈉法兩者之間并不協(xié)調(diào)，甚至難以實(shí)現(xiàn)對(duì)臭氧老化試驗(yàn)箱中臭氧濃度予以良好檢測(cè)[6]。

綜上所述，建議運(yùn)用紫外光度法和碘量法來進(jìn)行臭氧老化試驗(yàn)箱中臭氧濃度檢測(cè)，這兩種檢測(cè)方法不但適用于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，同時(shí)也能夠?qū)Τ粞趵匣囼?yàn)箱中臭氧濃度檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性予以一定程度的保障，這正是臭氧濃度現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)所需必要前提。

3 臭氧老化試驗(yàn)箱中臭氧濃度的檢測(cè)方法

對(duì)臭氧老化試驗(yàn)箱中臭氧濃度檢測(cè)方法來說，最為有效的兩種方法為碘量法和紫外光度法，相較于其他方法，這兩種方法的優(yōu)勢(shì)非常明顯，不僅能夠?qū)ζ渌椒ǖ牟蛔阒幖右詮浹a(bǔ)，還能夠發(fā)揮出切實(shí)作用，強(qiáng)化臭氧老化試驗(yàn)箱中臭氧濃度檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，確保該項(xiàng)檢測(cè)工作的有效開展?？梢?，在進(jìn)行臭氧老化試驗(yàn)箱中臭氧濃度檢測(cè)時(shí)，應(yīng)重視對(duì)這兩種方法的運(yùn)用，從而對(duì)臭氧老化試驗(yàn)箱中臭氧濃度檢測(cè)工作的開展加以保障。臭氧老化試驗(yàn)箱中臭氧濃度檢測(cè)方法，詳細(xì)內(nèi)容體現(xiàn)如下：

3.1 碘量法

在臭氧老化試驗(yàn)箱中進(jìn)行臭氧濃度檢測(cè)時(shí)，應(yīng)對(duì)碘量法予以合理、科學(xué)運(yùn)用，使其優(yōu)勢(shì)作用可以得到凸顯。其具體方法如下，應(yīng)先把聚四氟乙烯管其中一個(gè)采樣口設(shè)置在中心部位，另外一個(gè)以臭氧老化試驗(yàn)箱上的采樣口為主，進(jìn)行吸收裝置的連接，而后借助泵把臭氧老化試驗(yàn)箱內(nèi)的多余氣體抽出，完成對(duì)臭氧氣體的采樣，隨后對(duì)臭氧老化試驗(yàn)箱中臭氧濃度實(shí)施檢測(cè)，以得出準(zhǔn)確的檢測(cè)結(jié)果[7]。由此可見，碘量法對(duì)臭氧老化試驗(yàn)箱中臭氧濃度的檢測(cè)十分有效，所以，在實(shí)際檢測(cè)中，務(wù)必要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)情況，對(duì)這一方法加以運(yùn)用，使其能夠?qū)Τ粞趵匣囼?yàn)箱中臭氧濃度的檢測(cè)發(fā)揮出重要作用。

3.2 紫外光度法

抽樣檢測(cè)部分主要是由氣路、與檢測(cè)這兩種系統(tǒng)組成，其中光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成元素為光吸收池、光源汞燈、以及光電二極管。若空氣涌入其中，會(huì)被劃分為兩路，一路作為零空氣。零空氣是在過濾器作用下而形成的，并不包含反應(yīng)空氣和臭氧。一路作為樣品空氣。以上兩種空氣都是受電磁閥影響，而交替涌入吸收池的。在運(yùn)用紫外光度法之初，應(yīng)先對(duì)臭氧分析儀熱機(jī)穩(wěn)定，而后遵照一定要求與規(guī)范，對(duì)紫外光度法加以運(yùn)用，一方面要把分析儀與臭氧老化試驗(yàn)箱兩者實(shí)施連接，另一方面在確保分析儀狀態(tài)穩(wěn)定之后，應(yīng)讀取臭氧老化試驗(yàn)箱中臭氧濃度讀數(shù)，所讀出的數(shù)值就為臭氧老化試驗(yàn)箱中臭氧濃度值[8]。同時(shí)，運(yùn)用這一方法，不僅能夠使臭氧濃度值的準(zhǔn)確性得到保障，還能夠大大提升臭氧老化試驗(yàn)箱中臭氧濃度檢測(cè)效率，使該項(xiàng)檢測(cè)工作能夠獲得順利進(jìn)行。

4 結(jié)語

總而言之，本文通過對(duì)臭氧老化試驗(yàn)箱中臭氧濃度檢測(cè)方法進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)碘量法和紫外光度法的運(yùn)用效果最為明顯，這兩種方式不但適用于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，且在檢測(cè)上也具備一定準(zhǔn)確性。因此，在開展臭氧老化試驗(yàn)箱中臭氧濃度檢測(cè)工作時(shí)，應(yīng)對(duì)以上兩種方式加以有效運(yùn)用，以推動(dòng)該項(xiàng)檢測(cè)工作的良好開展，保證臭氧老化試驗(yàn)箱中臭氧濃度檢測(cè)方法的有效性，從而提高檢測(cè)的質(zhì)量，促進(jìn)檢測(cè)工作高效率、高質(zhì)量的進(jìn)行，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)我國社會(huì)的和諧穩(wěn)定發(fā)展。

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