총유기탄소분석기는 산화분해, 검측기술 및 시료예처리 등 단계의 협동작용을 통해 물표본중의 부동한 형태의 유기탄소 (예를 들면 용해성유기탄소, 립자상태유기탄소, 휘발성유기탄소 등) 를 정확하게 구분하고 측정하는데 그 핵심원리와 실현방식은 다음과 같다.

1. 산화분해: 검측가능한 이산화탄소로 통일적으로 전환

총 유기탄소 분석기의 핵심 단계는 다양한 형태의 유기탄소를 이산화탄소 (CO₂) 로 산화시키는 것입니다. 일반적으로 사용되는 방법은 다음과 같습니다.

고온촉매연소법: 680-950 ℃ 의 고온에서 백금 또는 삼산화코발트를 촉매제로 하여 유기물을 CO₂로 산화시킨다.이 방법은 산업 폐수와 같은 고농도 유기탄소 시료에 적용되며, 분해하기 어려운 유기물을 분해할 수 있다.

자외선화법: 185nm의 자외선을 이용하여 시료를 비추고 황산염 촉매를 결합하여 유기탄소를 CO₂로 산화시킨다.이 방법은 저농도 시료에 민감하지만 고염도나 복잡한 기질 시료를 처리하기 어렵다.

습법 산화: 과황산칼륨과 같은 강한 산화제를 통해 가열 조건에서 유기탄소를 산화시키면 조작이 간편하지만 산화 효율은 샘플 성분의 영향을 많이 받는다.

2. 검측기술: 이산화탄소 농도를 통해 유기탄소를 정량한다

산화로 생성된 CO₂는 다음과 같은 기술 검사를 통해 샘플 처리 방식과 결합하여 다양한 형태의 유기탄소를 구분합니다.

비색산 적외선 감지 (NDIR): CO₂는 특정 파장의 적외선을 선택적으로 흡수하며 흡수 강도는 농도에 정비례합니다.흡수치를 측정하여 총 유기탄소(TOC) 함량을 정량할 수 있다.

전도율법: 산화반응 전후 시료의 전도율 변화를 이용하여 총탄소와 무기탄소의 차이를 계산하여 간접적으로 TOC를 얻는다.이 방법은 방해에 강하여 고염도 샘플에 적용된다.

3. 관건적인 방법: 형태구분과 정확한 측정을 실현한다

차감:

원리: 물 샘플을 고온 연소관(총 탄소 TC 측정)과 저온 반응관(무기 탄소 IC 측정)에 각각 주입한다.TOC=TC-IC，용해성 유기탄소(DOC)와 무기탄소를 구분할 수 있다.

응용: 지표수, 식수 등 일반 샘플에 적용.

직접 방법:

원리: 물샘플이 산성화된 후 공기를 노출하여 IC에서 생성된 CO₂를 제거하고, 다시 고온관에 주입하여 남은 유기탄소 (NPOC, 불면 안 되는 유기탄소) 를 측정한다.

제한: 휘발성 유기물을 손실할 수 있으며 저휘발성 샘플에 적용됩니다.

필터링 및 산성화 사전 처리:

여과: 0.45 μm 필터를 사용하여 DOC와 입자 상태 유기 탄소(POC)를 분리합니다.

산성화: IC 간섭을 제거하여 TOC 측정의 정확성을 확보합니다.

4. 응용 장면과 장점

총유기탄소분석기는 상술한 방법을 통해 수체중의 부동한 형태의 유기탄소를 정확하게 구분할수 있으며 수질감시측정, 제약, 반도체 등 업종에 관건적인 수치를 제공할수 있다.예를 들어, 식수 안전 검사에서 DOC 함량을 계량화하여 소독 부산물 위험을 평가할 수 있다;산업 폐수 처리에서는 POC 변화를 모니터링하여 처리 공정을 최적화할 수 있습니다.고감도 (검출 한도가 0.01mg/L로 낮음) 와 방해 방지 능력으로 결과의 신뢰성을 확보했다.