JPH04142459A - 全有機炭素分析装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、半導体産業、原子力、医薬品等に使用され
る超純水中の全有機炭素を分析する装置に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

第２図は市販されている従来の全有機炭素分析装置を示
す断面図である。この図において、１は紫外線ラップ、
２は紫外線う、ブボソクス、３は電導度・温度セッサ、
４は紫外線照射窓、５は前記紫外線ランプ１．紫外線ラ
ノゴボ・ソクス２．電導度・温度センサ３．および紫外
線照射窓４を一体化するための外枠、６は試料水に紫外
線を照射する紫外線照射エリア、７は自動バルブ、８は
前記紫外線ランプ１のラーブ電源、９は前記電導度・温
度センサ３の電導度・温度測定回路、１０は前記自動バ
ルブ７、ランプ電源８．電導度・温度測定回路９を特定
のシーケンスで制御する制御装置、１１は試料水入口、
１２は試料水出口、１３は試料水である。

第３図は市販されている従来の全有機炭素分析装置の自
動バルブ７、紫外線ランプ１の動作シケンスと、このと
きの試料水１３の分析結果を表した図である。

第３図において、上のグラフ■は、電導度と時間（状態
別）の関係を表しており、下の部分■は、自動バルブ７
の状態と、紫外線ランプ１の状態を表しており、上のゲ
ラ７■と対にしているこごて、１４は時間軸、１５は電
導変軸てあり、１６は排水状態、１７はバ・ツクゲラウ
ッド測定状態、１８は試料測定状態、１９は前記自動バ
ルブ７が開いた状態、２０は前記自動バルブ７が閉した
状態、２１は前記紫外線う、ゴ１が点灯した状態、２２
は前記紫外線う、プ１が消灯した状態である。

分析原理としては、試料水照射エリア６に導入された試
料水１３に、紫外線ランプ１からの紫外線を照射する乙
とて全有機炭素を酸化分解し、炭酸イオン化する。こう
すると、生成された炭酸イオン分により試料水１３中の
電導層が変化する。

この電導層の変化分を全有機＃、素換算する。

動作は前述の原理に基づき自動化されたものであり、ま
ず、第３図の排水状態１６になる。これは自動バルブ７
が開いた状態１９と、紫外線ラップ１が点灯した状態２
１である。このとき、試料水照射エリア６の中の分析済
みの試料水１３が系外へ排水され、新しい試料水１３と
入れ替わる。

次に、バノクグラウノト測定状態１７になる１、これは
自動バルブ７が閉した状態２０と紫外線ラップ１が消灯
した状態２２である。この時、試料水照射エリア６の中
には新しい試料水１３が入っており、この試料水１３の
温度と電導層を測定し、初期値を分析する。この後、試
料測定状態１８になる。これは自動バルブ７が閉した状
態２０と、紫外線ラップ１が消灯した状態２２である。

このときが分析原理に基づく測定状態である。紫外線を
照射し始めてから変化する電導層と温度を連続して測定
する。

紫外線の照射によって有機物は酸化分解され、炭酸イオ
ン化し、電導層は上昇する。はとんどの有機物が酸化分
解されるとともに、電導層の上昇の傾きかにぶくなる。

電導層の上昇がなくなった時点の電導層とバックグラウ
ンド状態１７の初期の電導層を用いて全有機炭素換算し
、定量を行う。

この試料測定状態１８の後は、再び排水状態１６となり
、本動作を繰り返し、連続的に測定を行う。

なお、上記動作説明の中の試料水１３のン晶度泗定（ま
、電導層変化の温度依存性が非常（こ大きし）ため、こ
Ｊ’ｌを一定温度のときの電導層（こ補正するためのも
のである。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の全有機炭素分析装置（よ、分離原理のうちの全有
機炭素の検出に電導層の変化を用し）てし）ろため、試
料水１３中にすてに含まれてＬ）ろ炭酸イオン分は検出
しないことになり、また、電導層ζこよろ検出のため、
現状のし、／＜／して（よ、検出限界り９実質的に１ｐ
Ｐｂであることなどの問題４屯力（あった。

さらには、半導体産業等て使用されて５入る超寄屯水シ
ステムで製造された超純水中の全有機炭素成分はＩＰｐ
ｂ以下の場合もあり、現在市販されている分析装置では
、分析できな０などの問題１へもある。

この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、試料水中ζこすで巳と含まれている炭酸イ
オン分を含めた全有機炭素を測定てきるとともに、従来
の装置よりも検出感度を１００倍〜１０００ｍ向上する
ことのてきろ全有機炭素分析装置を得ろことを目的とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る全有機炭素分析装置は、試料水中の有機
物を、波長１８４．９ｎｍの紫外線を用いて酸化分解し
て炭酸イオン化する有機物炭酸イオン化装置と、この有
機物炭酸イオン化装置によりイオン化した後、試料水中
の水酸基を除去する水酸基除去装置と、イオン化された
炭酸イオンを濃縮する陰イオン濃縮カラムと、この陰イ
オン濃縮カラムで濃縮された炭酸イオンの総量で全有機
炭素成分を決定する検出器とを備えたものである。

〔作用〕 この発明における有機物炭酸イオン化装置は、試料水中
の有機物を主として、波長１８４，９ｎｍの紫外線によ
り酸化分解し、すべてを炭酸イオン化する。この後、陰
イオン濃縮カラムで、炭酸イオンを＃縮するのであるが
、他の陰イオンのうちの水酸基イオンについてもここで
濃縮されるために、検出感度のベースが高くなることと
、不安定性を招くため、水酸基除去装置を導入し、水酸
基を除去してから陰イオン濃縮カラムで炭酸イオ、を濃
縮する。この後、一般的なイオンクロマトグラフィの濃
縮分析法を用い、炭酸イオンを定量分析し、分析値を全
有機炭素換算する。

〔実施例］ 以下、この発明の一実施例を第１図について説明する。

第１図において、第２図と同一符号は同一構成部分を示
し、２３は試料水サンプリングおよび定量化のための定
量ボノゴ、２４は波長１８４．９乙ｍの紫外線を発生す
る紫外線ランプであり、これら紫外線ラップ２４．紫外
線ランプボックス２゜紫外線照射窓４．外枠５．紫外線
照射エリア６゜およびランプ電源８を総合して有機物炭
酸イオン化装置という。２５は水酸基除去装置、２６は
再生液、２７はこの再生液２６の再生液供給ポツプ、２
８は前記水酸基除去装置２５への再生液供給配管、２９
は前記水酸基除去装置２５からの再生液配管、３０，３
３．３５，３６．４１はバルブ、３乙は陰イオン濃縮カ
ラム、３１はこの陰イオ。

濃縮カラム３４に吸着されている陰イオ、を溶離する溶
ｉ液、３２は溶離液供給ボ、７．３７は溶離液供給配管
、３８は分離カラム、３９は検出器、４０は前記試料水
１３が通過する主配管であるｃ１次に、動作について説
明する。

本装置の動作状態は、濃縮状態と測定状態の２つある。

また、これらの状態は図中のバルブ３０゜３３．３５，
３６，４１と溶離液供給ポンプ３２で決まっているため
、これらの状態を第１表に示す。

第　　１　　表 双方の状態のときに定量ボンゴ紫外線紫外綿う、ゴ２４
．水酌基除去装置２５．および再生液供給ポシプ２７は
連続稼動している、。

まず、濃縮状態について説明する。

試料水１３は、定量ポンプ２３て一定量送水される。送
水された試料水１３は、有機物炭酸イオン化装置の紫外
線照射エリア６を通過する。この時、紫外線照射エリア
６において紫外線ラップ２４により紫外線照射窓４を介
して試料水１３に波長１８４．９乙ｍの紫外線が照射さ
れ、試料水１３中の有機物が酸化分解され、はぼ１００
％炭酸イオン化する。この後、試料水１３は水酸基除去
装置２５に導入され、濃縮する上での検出感度向上およ
びベースを安定化するために水酸基（ＯＨ″）を除去す
る。さらにこの後、炭酸イオン化した有機物と、水酸基
が減少した試料水１３は陰イオン濃縮カラム３４に導入
され、炭酸イオンを長時間濃縮する。この濃縮状態によ
り、高感度化をはかる。

次に、測定状態について説明する。

陰イオン濃縮カラム３４で濃縮さ第１た炭酸イオ、を溶
離２１２３１を通すととて溶離し、分離カラム３８て炭
酸イオンを分離し、検出器３９て炭酸イオ、総量を計測
する。この測定は一般的なイオンクロマトグラフィ法で
ある。その後、炭酸イオ。

濃度を全有機炭素換算し、測定値として表示する。

補足として、一般的なイオンクロマ１〜グラフイ法とこ
の測定装置との違いを述へる。

一般的なイオンクロマ１〜グラフイ法の濃縮法を用いて
、有機酸成分（炭酸イオンも含む）を定量分析し、全有
機炭素換算する方法も考丸られろが、この場合試料水１
３中の有機物がイオン化していないケースが多く、陰イ
オン濃縮カラム３４ての吸着率が非常に悪いこと、また
、試料水１３中のｐＨを低くして（酸性）有機物のイオ
ン化率を高くし、吸着率を向上させろ手法もあるが、吸
着率は１００％とはならず、また、ｐＨ制御用の溶液か
らの汚染等の問題があり、高感度化には不向きである。

以下に上記実施例で示した全有機炭素分析装置の各ユニ
・２１・の条件例を示す。

定量ボ、ワ°の供給量　０．５〜１．５ｃｃ／ｍｉｎ有
機物炭酸イオ、化装置 紫外線照射量が試料水中に含まれろ有機成分を全て分解
する量とする。

試料水中の炭素量（モル数）（処理可能な紫外線照射量
（モル数） 水酸基除去装置　　　ＤＩＯＮＥＸ社八ＭＭＳ再へ液　
　　　　　　硫酸 陰イオン濃縮カラム　ＤＩＯＮＥＸ社八Ｇ４−人へａ液
　　　　　　　　しほう酸（Ｎ人２Ｂ４０７）分離カラ
ム　　　　　ＤＩＯＮＥＸ社＾Ｓ４検出器　　　　　　
　電導度センサ なお、上記実施例では、検出器３９に電導度センサを用
いたが、炭酸イオンを感度よく計測できるセンサてあれ
ば何てもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明は、試料水中の有機物を
、波長１８４．９ｎｒｎの紫外線を用いて酸化分解して
炭酸イオン化する有機物炭酸イオン化装置と、この有機
物炭酸イオ、化装置によりイオ、化した後、試料水中に
水酸基を除去する水酸基除去装置と、イオン化された炭
酸イオ、を濃縮する陰イオン濃縮カラムと、この陰イオ
ン濃縮カラムで濃縮された炭酸イオンの総量で全有機炭
素成分を測定する検出器とを備左なので、従来の１００
倍〜１０００倍の高感度な全有機炭素分析装置が得られ
る効果があろう

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による全有機炭素分析装置
を示す構成図、第２図は従来の全有機炭素分析装置を示
す断面図、第３図は従来の全有機炭素分析装置の動作シ
ーケンスと分析データの時間の関係を示した図である。 図において、２は紫外線ランプボックス、４は紫外線照
射窓、５は外枠、６は紫外線照射エリア、８はランプ電
源、２３は定量ポンプ、２４は紫外線ラップ、２５は水
酸基除去装置、２６は再生液、２７は再生液供給ポンプ
、２８は再生液供給配管、２９は再生液配管、３０，３
３，３５゜３６．４＋＋よバルブ、３１１（よ陰イオン
濃縮カラム、３１（４よ溶離液、３２は溶Ｓ液供給ボッ
７°、３７は溶Ｓ液供給配管、３８ば分離カラム、３９
（よ検出器、４０は主配管である。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人　大　岩　増　雄　　　（外２名）第 図 １、事件の表示 特願平２−２６５４６２号 ２、発明の名称 全有機炭素分析装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　　　　東京都千代田区丸の内二丁目２番３号名
　称　　（６０１）三菱電機株式会社代表者志岐守哉 ４、代理人 住所 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 ５、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容 （１）　　明細書の第７頁２０行の「水酸基除去装置」
を、「水酸基除去装置」と補正する。 （２）同しく第１０頁１５行のｒｐＨを低くして（酸性
）有機物のイオン化率」を、ｒｐＨを高くして（弱アル
カリ性）有機物のイオン化率」と補正する。 以　　上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 試料水中の有機物を、波長１８４．９ｎｍの紫外線を用
   いて酸化分解して炭酸イオン化する有機物炭酸イオン化
   装置と、この有機物炭酸イオン化装置によりイオン化し
   た後、前記試料水中の水酸基を除去する水酸基除去装置
   と、前記イオン化された炭酸イオンを濃縮する陰イオン
   濃縮カラムと、この陰イオン濃縮カラムで濃縮された炭
   酸イオンの総量で全有機炭素成分を測定する検出器とを
   備えたことを特徴とする全有機炭素分析装置。