CN112240922A - Sp3取代的碳电极分析 - Google Patents
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Abstract
一个实施方案提供了一种用于将流体样品中的组分氧化的方法,所述方法包括:在总分析物分析仪的反应室中引入包含组分的流体样品,其中反应室包括电化学电池,并且其中电化学电池包括至少一个掺杂有电导率提高组合物的SP3取代的固体碳电极;使用发电机向所述至少一个SP3取代的固体碳电极施加电势,所述电势足以将流体样品中的组分氧化以产生碳酸酯和部分氧化的有机物;在反应室中引入碱并且之后引入酸以将总分析物氧化;和使用至少一个检测器检测通过氧化产生的总分析物。描述并且要求保护了其他实施方案。
Description
技术领域
本申请总体上涉及水性样品中的碳、氮和磷分析技术,并且更具体涉及所述样品中存在的总分析物的测量。
背景技术
在许多应用中,例如在提供饮用水的城市中,以及在许多其他行业如制药、化学和其他制造领域中,保证水的纯度是至关重要的。水中有机化合物的存在可以暗示过滤和/或其他组件和系统的故障,如果保持不进行检查,这可能会损害昂贵的工业系统,影响产品质量,对公众健康不利,并且甚至影响利润率。例如,如果存在有机物,则饮用水质量将会劣化。在有机污染的存在下,形成有毒致癌物如三卤代甲烷的倾向增加。因此,检测水样品中的有机污染物的存在和浓度是重要的。总有机碳(TOC)分析是纯净水中的有机分子或污染物的水平的量度,并且通常用作水质的非特异性指标。
发明内容
一个实施方案提供了一种用于将流体样品中的组分氧化的方法,所述方法包括:在总分析物分析仪的反应室中引入包含组分的流体样品,其中反应室包括电化学电池,并且其中电化学电池包括至少一个掺杂有电导率提高组合物的SP3取代的固体碳电极;使用发电机向至少一个SP3取代的固体碳电极施加电势,所述电势足以将流体样品中的组分氧化以产生碳酸酯和部分氧化的有机物;在反应室中引入碱并且之后引入酸以将总分析物氧化;和使用至少一个检测器检测通过氧化产生的总分析物。
另一个实施方案提供了一种总分析物分析仪,所述总分析物分析仪包括:外壳,所述外壳包括:反应室,其中反应室包括电化学电池,并且其中电化学电池包含至少一个掺杂有电导率提高组合物的SP3取代的固体碳电极;和至少一个检测器;总分析物分析仪被配置成:在反应室中引入包含组分的流体样品;使用发电机向至少一个SP3取代的固体碳电极施加电势,所述电势足以将在流体样品中的组分氧化以产生碳酸酯和部分氧化的有机物;在反应室中引入碱并且之后引入酸以将总分析物氧化;和使用至少一个检测器检测通过氧化产生的总分析物。
另外的实施方案提供了一种用于分析样品中的总分析物的产品,所述产品包括:存储代码的存储装置,所述代码可通过处理器执行并且包括:在总分析物分析仪的反应室中引入包含组分的流体样品的代码,其中反应室包括电化学电池,并且其中电化学电池包含至少一个掺杂有电导率提高组合物的SP3取代的固体碳电极;使用发电机向至少一个SP3取代的固体碳电极施加电势的代码,所述电势足以将流体样品中的组分氧化以产生碳酸酯和部分氧化的有机物;在反应室中引入碱并且之后引入酸以将总分析物氧化的代码;和使用至少一个检测器检测通过氧化产生的总分析物的代码。
前面是概述,并且因此可以含有详情的简化、概括和省略;因此,本领域技术人员将理解概述仅为说明性的并且并非意在以任何方式限制。
为了更好地理解实施方案连同它们的其他和另外的特征和优点,参考以下结合附图的描述。本发明的范围将在所附权利要求中指出。
附图说明
图1示出了计算机线路的实例。
图2示出了实例SP3取代的固体碳电极检测和测量系统的流程图。
图3示出了实例SP3取代的固体碳电极检测和测量系统的示意图。
图4示出了SP3取代的固体碳电极检测和测量系统的实例测量结果。
具体实施方式
将容易地理解的是,除了所描述的示例实施方案以外,如在本文中的附图中总体上描述并且示出的实施方案的组件可以以各种各样不同的构造排列和设计。因此,如在附图中表示的以下示例实施方案的更详细的描述并非意在限制所要求保护的实施方案的范围,而仅是作为示例实施方案的代表。
在整个本说明书中提及“一个实施方案”或“实施方案”(等等)意指在至少一个实施方案中包括与实施方案结合描述的具体的特征、结构或特性。因此,短语“在一个实施方案中”或“在实施方案中”等等在整个本说明书中的各个位置的出现并非必须均指代同一个实施方案。
此外,在一个或多个实施方案中所描述的特征、结构或特性可以以任何适合的方式组合。在以下描述中,提供了许多具体细节以给出对实施方案的彻底理解。然而,相关领域的技术人员将会意识到,可以在没有这些具体细节中的一个或多个的情况下或者使用其他方法、组件、材料等实施多个实施方案。在其他实例中,未示出或详细描述公知的结构、材料或操作以避免混淆。
现今存在多种总有机碳(TOC)、总氮(TN)、总磷(TP)测量方法和技术。然而,许多现有技术需要使用有害试剂(例如,强酸和氧化剂等)并且需要在苛刻环境中(例如,在紫外光下、在高温烘箱中等)进行,从而适当地进行氧化反应。这些问题已经促使开发了能够将有机碳、氮和磷氧化并且确定水溶液中的TOC、TN和TP水平的更安全并且更节省成本的电化学装置。
一种这样的装置,由O.I.Analytical制造并且销售的TOC分析仪(即,9210e在线TOC分析仪),使用掺杂有硼的薄金刚石膜电极进行有机材料的氧化以产生二氧化碳(例如,通过在硼掺杂的金刚石(BDD)电极的表面上产生羟基自由基和臭氧)。与碳系或其他金属材料(例如,银、金、汞、镍等)相比,硼的使用起到更好的电极材料的作用,因为这些材料较差地氧化并且可能会最终自身被氧化。O.I.TOC分析仪包括能够检测由硼掺杂的金刚石电极产生的二氧化碳的一个或多个传感器。
然而,采用BDD电极的现有的TOC分析仪可能在测量所有氧化的碳物种方面不足。更具体地,碳物种的羟基自由基氧化可以产生两种氧化产物,碳酸酯和草酸酯,其比例总体上取决于分子中的碳原子数(例如,C1(甲醇)可以仅形成碳酸酯(100%),C2(乙醇)形成碳酸酯(~67%)和草酸酯(~33%)等)。在CO2气体分析仪中通过将碳酸酯转化为CO2气体的酸加入来测量碳酸酯。然而,不清楚当前的BDD TOC方法是否能够完全测量草酸酯比例,因此可能会导致不完全测量(即,总TOC含量的低估)。此外,因为在电极上的薄膜涂层遭受层离的困扰,薄膜电极的寿命短。
其他进步已经得到了以下发现:向样品中加入锰催化剂或其他金属催化剂能够将草酸酯转化为CO2气体,之后可以对其进行测量。然而,这些常规方法仍然需要使用臭氧以产生活性成分(即,羟基自由基),这需要昂贵的臭氧发生器。此外,这种技术所需的气体是氧气,这在分析系统中需要氧气浓缩器。
因此,一个实施方案提供了一种用于例如在不使用金属催化剂的情况下,将流体样品中的组分氧化并且测量由氧化过程得到的总分析物的方法。例如,在一个实施方案中,将包含待测量的目标组分(例如,草酸钠、甲醇、乙酸、木质素等)的流体样品引入至总分析物分析仪或测量装置(例如,总有机碳分析仪或测量装置、总氮分析仪或测量装置、总磷分析仪或测量装置、总无机碳分析仪或测量装置等)的反应室中。反应室可以包括具有至少一个掺杂有电导率提高组合物(例如,硼等)的SP3取代的固体碳电极的电化学电池。实施方案之后可以向至少一个固体碳电极施加电势以将流体样品中含有的目标组分氧化至相应的氧化过程。在一个实施方案中,电势可以是正电势。在一个实施方案中,每次反应将电极的电势极性反转,意味着电势在一次反应时为正并且在下一次反应时为负。将电势反转可以有助于促进在不劣化的情况下将氧化过程保持在良好水平。在一个实施方案中,当在反应期间将电极的极性反转时在特定时间、以特定频率和在限定时间内运行SP3电池可以再生一个或多个SP3取代的固体碳电极的表面。
在一个实施方案中,可以在反应池中使用机械或超声混合以提高氧化反应的速度。另一个实施方案还可以引入在反应室中的pH的调节以对氧化进行优化。这样的方法确保了所有氧化物种的完成回收。此外,这样的方法具有优于现有系统的生产成本的优势,因为例如,将不会需要臭氧发生器并且所使用的任何喷射气体都可以是空气而不是氧气,这消除了对氧气浓缩器的需求。为了清楚,可以使用总有机碳作为实例,然而,可以使用在本文中描述的系统和方法确定其他分析物如总无机碳、总氮、总磷等。在一个实施方案中,通过加入碱试剂并且一段时间后接着加入酸试剂来控制pH。
所示出的实例实施方案将参照附图最佳地理解。意欲以下描述仅借助了举例的方式,并且其仅示出了某些实例实施方案。
尽管可以在信息处理装置中使用各种其他电路、线路或组件,对于根据在本文中描述的多个实施方案中任一个的用于分析物测量的仪器来说,实例在图1中示出。例如,如在图1中描述的装置线路可以用于将测量结果传递至另一个装置或者可以用作用于接收测量结果的装置。装置线路100可以包括在例如特定计算平台(例如,移动计算、桌面计算等)找到的芯片设计上的测量系统。一个或多个软件和处理器被组合在单芯片101中。如在本领域内公知的,处理器包括内部运算单元、寄存器、高速缓冲存储器、总线、I/O端口等。内部总线等取决于不同的供应商,但是基本上所有外围装置(102)都可以与单芯片101连接。线路100将处理器、存储器控制器和I/O控制器中心全部结合至单芯片101中。此外,这种类型的系统100通常不使用SATA或PCI或LPC。例如,公共接口包括SDIO和I2C。
存在一个或多个电源管理芯片103,例如电池管理单元BMU,其控制例如通过可再充电电池104提供的电力,所述可再充电电池104可以通过与电源(未示出)连接进行再充电。在至少一个设计中,使用单芯片如101提供类似BIOS的功能和DRAM存储。
系统100通常包括WWAN收发器105和WLAN收发器106中的一个或多个,其用于连接至各种网络如电信网络和无线互联网装置例如接入点。此外,通常包括装置102,例如传输和接收天线、振荡器、RF放大器、PLL等。系统100包括用于数据输入和显示/呈现的输入/输出装置107(例如,位于远离用户易于访问的单波束系统的计算位置)。系统100还通常包括各种存储器装置,例如闪存108和SDRAM 109。
根据前述可以理解的是一个或多个系统或装置的电子组件可以包括,但不限于,至少一个处理单元、存储器和将包括存储器在内的各种组件与一个或多个处理单元连接的通信总线或通信工具。系统或装置可以包括或具有对多种装置可读介质的接入。系统存储器可以包括易失性和/或非易失性存储器形式的装置可读存储介质,如只读存储器(ROM)和/或随机存取存储器(RAM)。通过举例而并非限制,系统存储器还可以包括操作系统、应用程序、其他程序模块和程序数据。可以在一个实施方案中使用所公开的系统以进行水性样品的分析物测量。
现在参照图2,实施方案可以测量在流体样品中存在的总有机碳含量。在图3中示出了示例性装置的示意图。在201,可以将含有目标组分(例如,草酸钠、甲醇、乙酸、木质素、腐殖酸、尿素、咖啡因、乙二胺、烟酰胺、亚硝酸盐、氨或可以被能够被测量的所得有机物氧化的任何其他组分)的水性流体样品305(例如,来自水源的水、含有溶解的样品的溶液等)引入至总分析物分析仪或其他测量装置中。装置可以具有电化学电池。为了易于阅读,所提及的总分析物分析仪将会是总有机碳或TOC分析仪,但是可以根据待测量的组分和由组分的氧化得到的分析物使用任何类型的分析物(例如,总无机碳、总氮、总磷等)的分析仪或测量装置。此外,为了易于阅读,尽管如以上提到的,所提及的分析物将会是碳或二氧化碳,但是分析物可以是无机碳、氮、磷或可以由组分的氧化得到的任何其他分析物中的任一种。
流体样品可以通过管线引入并且通过样品泵311和/或样品阀315进行控制。可以将流体样品通过加压入口、容器等供给至装置。可以通过泵或所提供的重力将水性样品引入至测量室中。取样装置可以与水性物流串联或并联。在一个实施方案中,样品阀315可以具有到样品旁路306的出口。在一个实施方案中,TOC分析仪包括适当的外壳,其被密封以形成其中通过氧化过程生成的二氧化碳不能在检测之前从系统中逸出的封闭系统。在一个实施方案中,外壳可以称为容器、室或反应器314。在一个实施方案中,外壳包括被配置成容纳水性流体样品的反应室。外壳还可以包括可以被配置成捕获气相二氧化碳的顶部空间。在一个实施方案中,顶部空间可以含有冷却器313。
在一个实施方案中,反应室或反应器314可以包括电化学电池。电化学电池可以包括多个电极(例如,工作电极、参比电极、对电极等),其中工作电极(或多个电极)可以是能够将在水性样品中的有机物氧化以产生二氧化碳的SP3取代的固体碳电极。在一个实施方案中,SP3取代的固体碳电极可以掺杂有能够提高SP3取代的固体碳电极的导电带的电导率诱导材料(例如,硼等)。这可以称为电导率提高组合物。出于简单的目的,在本文中讨论的大多数将是指作为电导率诱导材料的硼,然而应理解的是,也可以使用能够提高SP3取代的固体碳电极的导电带的其他适合的原子。在一个实施方案中,可以将电极浸入样品水性流体样品中并且与其接触。
在202,在一个实施方案中,可以向SP3取代的固体碳电极施加电势。在一个实施方案中,电势可以是正电势。在一个实施方案中,每次反应将电极的电势极性反转,意味着电势在一次反应时为正并且在下一次反应时为负。将电势反转可以有助于促进在不劣化的情况下将氧化过程保持在良好水平。在一个实施方案中,当在反应期间将电极的极性反转时在特定时间、以特定频率和在限定时间内运行SP3电池可以再生一个或多个SP3取代的固体碳电极的表面。可以使用发电机或其他电力产生源(例如,外部电池等)施加电势以在SP3取代的固体碳电极的表面处产生羟基自由基或其他氧化性物种。在一个实施方案中,正电势可以是足够大以将流体样品中的有机化合物充分氧化为碳酸酯和草酸酯的氧化产物或与目标组分和被检测的分析物相对应的氧化产物的电势。例如,电势可以为0.5-20伏特。在一个实施方案中,可以使用恒电流仪以使通过电化学电池的电流保持恒定。
薄膜BDD可能会因为基底和BDD之间的不同热膨胀系数而经历热应力,这限制了可能会向这些基底施加的电流密度。厚SP3取代的固体碳电极不具有基底并且因此可以在较高电流下维持结构和电完整性。基底在厚固体自立SP3取代的固体碳电极中的缺乏消除了在薄膜BDD上发生的层离的问题。然而,可以在一个实施方案中使用薄膜BDD或SP3取代的固体碳电极。
在202,可以将碱304引入至反应器314。可以将碱304通过管线引入并且使用碱泵310泵送,并且可以将其引入至反应器314。与系统连通的pH监测器的系统可以控制碱的引入以实现适当的反应pH。碱的引入可以将在反应容器中的pH增加至pH 11以上。
在203,例如在引入碱之后,可以将酸303引入至反应器314中。还应当指出,可以在引入碱之前将酸引入至反应容器中,例如以冲洗反应体系并且确保洁净的氧化和测量,或者在氧化之前移除在样品中存在的任何碳酸酯。然而,仅出于测量在流体样品中的组分的目的任选地检测来自这种酸引入的任何分析物。在一个实施方案中,可以通过管线、控制阀和酸泵309的方式引入酸。可以将管线、阀和泵可操作地与感测和控制反应器内含物的pH的系统连接。在一个实施方案中,在反应器中引入酸可以将在反应容器中的pH降低至pH 3以下。在一个实施方案中,可以在向SP3取代的固体碳电极施加电势的同时引入酸。在一个实施方案中,电势可以为正,负,或在正负之间交替。
在引入碱之后引入酸实现了在预定回收时间内的流体样品中有机物的更高的回收。具体地,期望的回收时间是可用于现场环境的回收时间,例如在市政水处理设施等中获取室外水源的测量结果。因此,在这些环境中不期望需要延长的回收时间的技术。因此,在本文中描述的技术提供了在5-10分钟内的回收时间,这在现场环境中是可接受的。此外,在碱之后引入酸提供了不需要加入常规系统所需的催化剂例如金属催化剂的系统。此外,归因于高二氧化碳峰,系统实现了灵敏的测量,提供了可以准确地检测并且测量所产生的分析物的系统。最后,在碱之后加入酸提供了产生比仅使用酸或碱或催化剂或者没有试剂加入的系统更完全的回收的系统,对于许多组分来说接近100%。参照在本文中更详细地讨论的图4更全面地解释了这些关系。
在204,在一个实施方案中,系统可以确定是否可以检测到分析物。换句话说,响应于目标组分的氧化,发生组分的氧化。这种氧化得到分析物,所述分析物可以被检测并且之后被测量以确定在流体样品中包含的目标组分的总量。在一个实施方案中,可以通过二氧化碳分析仪312测量通过氧化过程产生的二氧化碳。在一个实施方案中,二氧化碳可以向收集室(例如,顶部空间等)中鼓泡,在那里可以使用一个或多个传感器对其进行测量。在一个实施方案中,顶部空间可以包括能够测量在顶部空间中的气相二氧化碳的量的气相检测器(例如,二氧化碳传感器等)。在另一个实施方案中,可以使用液相检测器(例如,能够测量在水相中的溶解二氧化碳的水平等)代替气相检测器或者与气相检测器组合以实现在样品中的TOC的完全测量。在一个实施方案中,被测量的二氧化碳可以基本上与在水性样品中存在的有机碳的量成比例。二氧化碳分析仪可以具有排气阀307和排气口301。在一个实施方案中,可以将一个或多个阀可操作地与可以控制一个或多个阀的打开和关闭的监测系统连接。在一个实施方案中,可以向SP3碳电极施加电势直到二氧化碳已经从反应器中的液体样品中喷出。在一个实施方案中,可以通过喷射气流控制器308引入喷射气体302。
可以检测在流体样品中的额外分析物,例如总氮、总无机碳、总磷等。因此,可以使用总氮(TN)分析模块317确定总氮。备选地或另外地,可以使用总磷(TP)分析模块318确定总磷。这些分析模块将会以与总有机碳分析模块相似的方式发挥作用,不同之处在于:它们测量与分析模块相对应的分析物(例如,总氮分析模块检测并且测量总氮,总磷分析模块检测并且测量总磷等)。在一个实施方案中,可以在反应器314与TN分析模块317和/或TP分析模块318之间放置排出阀316。
如果不能在204检测到总分析物,系统可以在需要的情况下报告该结果并且随后在201尝试通过将新流体样品引入至反应室中来重新测量或重新检测。换句话说,如果不能测量在流体样品中的分析物,则系统和方法可以报告不存在分析物和/或重复步骤以尝试检测和/或测量在流体样品中的分析物。例如,通过将新流体样品注入至装置中,装置可以再次启动过程。备选地或另外地,装置可以尝试通过重复其他步骤中的任一个来测量分析物。
另一方面,如果可以在204、205检测到总分析物,则可以提供通过流体样品的氧化产生的总分析物的输出信息。可以在显示、打印、存储、音频、触觉反馈等形式的装置上输出分析物检测或测量。备选地或另外地,可以通过有线、无线、光纤、近场通信等将输出信息传送到另一个装置。一个实施方案可以使用警报来警告在可接受的水平外的分析物测量结果或浓度。一个实施方案可以使用将水输出关闭或将来自具有不可接受的分析物水平的水源的水转向的系统,例如分析物测量装置可以使用与电动阀等连接的继电器。备选地或另外地,装置可以再次尝试通过重复之前步骤中的任一个来测量分析物。
还可以使用分析物测量输出信息提供流体样品中的目标组分的量的测量结果。例如,可以使用测量装置例如光谱仪通过测量被检测的总分析物来测量在流体样品中的组分。被检测的总分析物的测量可能与在流体样品中包含的目标组分的量有关系。例如,总分析物的测量结果可以与目标组分的测量结果成比例(直接或间接成比例),可以是目标组分的测量结果的一定比例,或者可以与目标组分的测量结果具有另一种关系。
参照图4,示出了SP3取代的固体碳电极检测和测量系统的实例测量结果。在一个实施方案中,随时间对二氧化碳进行作图。实例数据示出了酸性氧化401、碱性氧化402(代表两个试验的两条曲线)和碱性/酸性氧化403(代表两个试验的两条曲线)之间的运行差异。可以通过将流体样品中的有机碳氧化为二氧化碳气体来测量总有机碳。可以相对于时间对通过不同的SP3取代的固体碳电极氧化方法得到的二氧化碳气体释放进行作图。图4给出了仅使用酸性氧化401、仅使用碱性氧化402和使用碱性氧化和随后的酸性氧化403的回收值和回收时间二者的差异。如在图4中看到的,与仅酸氧化401相比,引入碱和随后的酸403得到了更高的回收量和更短的回收时间。此外,与仅碱氧化402相比,引入碱和随后的酸403得到了更高的回收量和相似的回收时间。在111秒附近的、接近仅碱氧化402以及碱和随后的酸氧化403的起点看到的小的回收隆起是在碱与此时可能在样品或反应器中的任何酸反应时在碱中的杂质的释放的结果。当对测量结果进行计算时对该回收隆起进行补偿。
可以响应于请求检测或测量的用户而进行分析物测量或检测,例如可以由按压检测按键、将流体样品手动引入至反应室中等的用户进行分析物测量或检测。备选地或另外地,分析物测量可以以由用户设定的周期间隔或装置中的预程序化频率进行。例如,装置可以以周期间隔或预程序化频率将流体样品自动带入或引入至装置。通过装置进行的分析物的测量在测量过程中几乎没有人参与的情况下实现了实时数据。
如本领域技术人员将会理解的,各个方面可以作为系统、方法或装置程序产品实施。因此,各个方面可以采取完全硬件实施方案或包括软件的实施方案的形式,它们在本文中均可以总体上称为“回路”、“模块”或“系统”。此外,各个方面可以采取包含在一个或多个具有随其包含的装置可读程序代码的装置可读介质中的装置程序产品的形式。
应该指出的是,在本文中所述的各种功能可以使用在装置可读存储介质如非信号储存装置上储存的指令实施,其中指令由处理器执行。在本文的上下文中,储存装置不是信号并且“非瞬时性”包括除信号介质外的所有介质。
用于执行操作的程序代码可以以一种或多种编程语言的任何组合记录。程序代码可以完全在单一装置上执行,部分在单一装置上执行,作为独立软件包执行,部分在单一装置上并且部分在另一个装置上执行,或者完全在其他装置上执行。在一些情况中,装置可以通过任何连接或网络类型连接,包括局域网(LAN)或广域网(WAN),或者可以通过其他装置(例如,通过使用互联网服务提供商的互联网)、通过无线连接例如近场通信或通过硬质线连接如通过USB连接来进行连接。
在本文中参照附图描述了示例实施方案,其示出了根据多个示例实施方案的示例方法、装置和产品。应理解的是,可以通过程序指令至少部分地实施动作和功能。可以将这些程序指令提供给装置的处理器,例如,如在图1中示出的手持式测量装置,或者提供给其他可编程数据处理装置以制造机器,以使得通过装置的处理器执行的指令执行指定的功能/动作。
要指出的是,在本文中提供的值应被解释为包括如通过使用术语“约”所指示的等同的值。等同的值对于本领域普通技术人员来说将会是显而易见的,但是至少包括通过最后一位有效数字的常规四舍五入得到的值。
本公开已经出于说明和描述的目的提供,但是并非意在穷举或限制。许多改进和变化对于本领域普通技术人员来说将会是显而易见的。选择并且描述示例实施方案,从而解释原理和实际应用,并且使得本领域其他普通技术人员能够因为具有适用于所考虑的具体用途的各种改进的多个实施方案而理解本公开。
因此,尽管已经在本文中参照附图描述了说明性的示例实施方案,应该理解的是,这种描述不是限制并且可以由本领域技术人员在其中做出各种其他改变和改进,而不脱离本公开的范围或精神。
Claims (20)
1.一种用于将流体样品中的组分氧化的方法,所述方法包括:
在总分析物分析仪的反应室中引入包含组分的流体样品,其中所述反应室包括电化学电池,并且其中所述电化学电池包括至少一个掺杂有电导率提高组合物的SP3取代的固体碳电极;
使用发电机向所述至少一个SP3取代的固体碳电极施加电势,所述电势足以将所述流体样品中的所述组分氧化以产生碳酸酯和部分氧化的有机物;
在所述反应室中引入碱并且之后引入酸以将所述总分析物氧化;和
使用至少一个检测器检测通过所述氧化产生的所述总分析物。
2.权利要求1所述的方法,其中所述总分析物选自由下列各项组成的组:总有机碳、总无机碳、总氮和总磷。
3.权利要求1所述的方法,其中所述电导率提高组合物包含硼。
4.权利要求1所述的方法,其中所述酸将反应容器中的pH降低至pH 3.0以下。
5.权利要求1所述的方法,其中所述碱将反应容器中的pH提高至pH 11.0以上。
6.权利要求1所述的方法,其中所述氧化不包括引入催化剂。
7.权利要求1所述的方法,其中所述施加包括施加交替的正负电势。
8.权利要求1所述的方法,其中所述至少一个检测器包括液相分析物检测器。
9.权利要求1所述的方法,其中所述至少一个检测器包括气相分析物检测器,并且其中所述检测包括使用所述气相分析物检测器检测在所述总分析物分析仪的腔室中捕获的鼓泡分析物。
10.权利要求1所述的方法,所述方法还包括通过测量被检测的总分析物来使用一个或多个分光计测量所述组分。
11.一种总分析物分析仪,所述总分析物分析仪包括:
外壳,所述外壳包括:
反应室,其中所述反应室包括电化学电池,并且其中所述电化学电池包括至少一个掺杂有电导率提高组合物的SP3取代的固体碳电极;和
至少一个检测器;
所述总分析物分析仪被配置成:
在所述反应室中引入包含组分的流体样品;
使用发电机向所述至少一个SP3取代的固体碳电极施加电势,所述电势足以将所述流体样品中的所述组分氧化以产生碳酸酯和部分氧化的有机物;
在所述反应室中引入碱并且之后引入酸以将所述总分析物氧化;和
使用至少一个检测器检测通过所述氧化产生的所述总分析物。
12.权利要求11所述的装置,其中所述总分析物选自由下列各项组成的组:总有机碳、总无机碳、总氮和总磷。
13.权利要求11所述的装置,其中所述电导率提高组合物包含硼。
14.权利要求11所述的装置,其中所述酸将反应容器中的pH降低至pH 3.0以下。
15.权利要求11所述的装置,其中所述碱将反应容器中的pH提高至pH 11.0以上。
16.权利要求11所述的装置,其中所述氧化不包括引入催化剂。
17.权利要求11所述的装置,其中所述施加包括施加交替的正负电势。
18.权利要求11所述的装置,其中所述至少一个检测器包括液相分析物检测器。
19.权利要求11所述的装置,其中所述至少一个检测器包括气相分析物检测器,并且其中所述检测包括使用所述气相分析物检测器检测在所述总分析物分析仪的腔室中捕获的鼓泡分析物。
20.一种用于分析样品中的总分析物的产品,所述产品包括:
存储代码的存储装置,所述代码可通过处理器执行并且包括:
在总分析物分析仪的反应室中引入包含组分的流体样品的代码,其中所述反应室包括电化学电池,并且其中所述电化学电池包含至少一个掺杂有电导率提高组合物的SP3取代的固体碳电极;
使用发电机向所述至少一个SP3取代的固体碳电极施加电势的代码,所述电势足以将所述流体样品中的所述组分氧化以产生碳酸酯和部分氧化的有机物;
在所述反应室中引入碱并且之后引入酸以将所述总分析物氧化的代码;和
使用至少一个检测器检测通过所述氧化产生的所述总分析物的代码。
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