TiO2-based sensors for chemical oxygen demand determination in wastewater and drinking water

With the development of industry and agriculture, there is an increase of wastewaters generated and discharged. The most relevant pollution impact of wastewater is the organic matter that can be measured by BOD, TOC and COD, being the latter the most critical analytical parameter for water quality assessment. However, the standard analytical methods for COD are time-consuming, they have low oxidative efficiency and severe secondary pollution. Recent works have resulted in several technologies, including modified standard methods and photo-oxidative methods, that are faster, more environment friendly, and more reliable. In this sense, the TiO2 photoelectrochemical sensors are the most prominent ones due to its low cost, photo corrosive resistance, highly photosensitivity and it holds a strong capability in oxidizing organic matters. The manufacturing technology plays an important role in the photocatalytical property and structure of the sensor. This work is a review that covers the water quality assessment methods, the alternative methods for COD with a specific chapter on the TiO2 as COD electrochemical sensor, and the TiO2 main synthesis methods.

Con lo sviluppo dell'industria e dell'agricoltura, c'è un aumento delle acque reflue generate e scaricate. L'impatto più rilevante dell'inquinamento delle acque reflue è la materia organica che può essere misurata da BOD, TOC e COD, essendo quest'ultimo il parametro analitico più critico per la valutazione della qualità dell'acqua. Tuttavia, i metodi analitici standard per il COD richiedono molto tempo, hanno una bassa efficienza ossidativa e un grave inquinamento secondario. Lavori recenti hanno portato a diverse tecnologie, tra cui metodi standard modificati e metodi foto-ossidativi, che sono più veloci, più rispettosi dell'ambiente e più affidabili. In questo senso, i sensori fotoelettrochimici TiO2 sono i più importanti grazie al suo basso costo, resistenza foto corrosiva, elevata fotosensibilità e ha una forte capacità di ossidare le materie organiche. La tecnologia di produzione svolge un ruolo importante nella proprietà fotocatalitica e nella struttura del sensore. Questo lavoro è una revisione che copre i metodi di valutazione della qualità dell'acqua, i metodi alternativi per COD con un capitolo specifico sul TiO2 come sensore elettrochimico COD e i principali metodi di sintesi TiO2.