脉冲放电等离子体技术处理偶氮染料废水

为有效处理染料废水,以甲基橙和刚果红溶液为例研究高压脉冲放电等离子体技术的脱色效果.通过测定脉冲放电处理前后甲基橙和刚果红溶液的紫外-可见吸收光谱来计算脱色率,考察放电参数、添加剂对染料脱色率的影响.实验结果表明,脉冲放电对甲基橙和刚果红溶液脱色效果显著,且相同条件下甲基橙(单偶氮)比刚果红(双偶氮)脱色率高.两者脱色率均随峰值电压、脉冲频率的增大而提高,随溶液电导率的增大而降低,随H2O2的加入而提高.当电极间距由15 mm增大到25 mm时,放电形式也由火花放电逐渐向电晕放电转变,溶液的脱色率由90%降到44%.     

高压脉冲放电等离子体处理酸性橙Ⅱ染料废水的实验研究

研究多针-板电极形式的高压脉冲放电等离子体体系对酸性橙Ⅱ染料废水的脱色效果,并研究脱色机理.结果表明,实验中所采用的多针-板电极形式的高压脉冲放电等离子体体系对酸性橙Ⅱ染料废水的脱色效果明显.在相同的脉冲电压下,系统的脉冲频率、电极间距以及溶液初始pH值和初始浓度等因素对溶液的脱色效果影响显著.在脉冲电压为30 kV,脉冲频率为75 Hz,电极间距为2.5 cm的实验条件下,反应体系放电60 min对酸性橙Ⅱ的脱色率可达92.7%.此项研究结论为进一步研究多针-板电极形式的高压脉冲放电等离子体体系的放电作用提供了依据.     

针-水电极正直流高压放电对甲基橙染料废水的脱色

采用针-水电极反应器,研究正直流高压放电处理甲基橙染料废水的效果.考察了不同放电形式和实验参数下对甲基橙染料废水脱色效果的影响.实验结果表明,电晕放电在处理时间0～25 min脱色效果比击穿流光放电处理效果好,而在处理25 min后击穿流光放电脱色效果好于电晕放电.在电压18 kV、电流15 mA、处理初始质量浓度为40 mg/L的甲基橙溶液30 min时,脱色率达到98％.该反应符合一级动力学反应,反应速率常数为0.127 mg/(L·min).经过放电处理,甲基橙的特征吸收峰(465 nm)强度逐渐减弱并基本消失,分子结构中的偶氮基团与苯环组成的共轭体系被破坏,甲基橙分子被有效降解.     

高效脉冲放电协同TiO2处理染料废水

采用自主研制的高压灭弧旋转火花隙开关,运用高压脉冲低温等离子技术,考察了峰值电压、初始放电电容、溶液初始pH值及TiO2的添加量对甲基橙模拟废水去除率的影响.实验表明:甲基橙的去除率随峰值电压的增大而增大,能量效率随初始放电电容的增大而提高,且TiO2的添加有效地提高了降解效率.当电源电压为13kV,pH为2时,通气处理10min,甲基橙的去除率可达96%以上.     

等离子体降解酸性橙Ⅱ的人工神经网络模型

基于人工神经网络用于多因素复杂系统建模的优越性,建立了多针-板电极形式脉冲放电等离子体降解酸性橙Ⅱ(AO7)的人工神经网络模型(ANNs),考察了多因素脉冲放电水处理系统中主要的电气参数(脉冲峰值电压、脉冲频率)和结构参数(针-板电极间距)对AO7脱色效率的影响,并利用BP神经网络模型对多因素条件下AO7的脱色效率进行仿真预测.结果表明:所建立的BP人工神经网络模型可以有效预测脉冲放电水处理体系中各参数对AO7脱色效率的影响趋势.根据预测结果可以归纳:较佳的脉冲峰值电压可以同时保证较好的AO7脱色效果和较高的系统能量利用效率;脉冲频率的增加能有效提高AO7的脱色效率;较小的电极间距有利于AO7脱色.     

自由基降解甲基橙溶液试验

针对含有偶氮类难降解有机物的染料废水具有色度大,生物可降解性低,难于处理等特点,模拟了有典型偶氮结构的甲基橙染料废水,对强电离放电产生的自由基溶液降解甲基橙进行了研究,讨论了pH值、甲基橙溶液初始质量浓度、自由基溶液质量浓度、温度以及反应时间等因素对甲基橙溶液降解性能的影响.结果表明,酸性条件有利于甲基橙溶液的降解,pH=1.5时,自由基氧化降解200 mg/L的甲基橙溶液3 min后,其COD的去除率和脱色率最大值分别达到86.87%和88.53%.对比甲基橙溶液处理前后紫外-可见光谱图的变化,发现经自由基降解后,偶氮键及苯环都受到破坏,大部分甲基橙分子已经氧化分解.     

甲基橙在复合修饰电极上的电催化氧化

为了更好地处理偶氮类印染废水,采用电化学催化氧化的方法,以具有典型偶氮结构的甲基橙模拟废水为处理对象,使用Ti/Sb-RuO2电极和Ti/Sb-RuO2/Co-Mo电极,分别研究了电流密度、降解时间、极板间距、pH值对甲基橙溶液脱色效果的影响,并优化出最佳的处理条件.实验结果表明:使用Ti/Sb-RuO2/Co-Mo电极在电流密度为100mA/cm3,降解时间为15min,极板间距为1.5cm,pH值为6.0条件下,甲基橙的脱色率可达到95%以上.     

微弧氧化制备TiO2光催化剂降解甲基橙实验研究

用微弧氧化法在纯钛材料表面负载TiO2陶瓷膜,以此作为光催化剂,用紫外光为光源,降解甲基橙溶液.选用硅酸钠、磷酸钠、铝酸钠电解液体系,比较了所制备的不同TiO2光催化剂对降解甲基橙的影响.实验结果表明:不同溶液体系制成的TiO2膜对甲基橙均有脱色效果,但光催化降解甲基橙速率不同,在对比的溶液体系中,磷酸钠的效果最好.硅酸钠电解液中加入添加剂也改善了负载光催化剂的质量.     

高压放电降解甲基橙废水的研究

通过对放电电压、甲基橙浓度、降解时间和溶液电导率等因素的考察,研究了高压放电降解甲基橙废水工艺.研究表明:在输入电压为11.2 kV,高压放电时间为10 min时,甲基橙的降解率能达到99%以上;甲基橙在高压放电下的降解反应属于假一级反应,随着初始浓度的增加,降解速率增加,降解后溶液呈酸性;甲基橙废水的电导率影响甲基橙的降解,随废水电导率增加,甲基橙降解率下降.甲基橙废水经高压放电后,废水的COD降解了87%,降解后水体澄清透明.     

超声-光催化氧化联合法降解甲基橙的研究

采用光催化氧化-超声分散联合法,以纳米微粉TiO2为光催化剂,对低浓度甲基橙溶液进行降解脱色研究。结果表明单一超声波反应对甲基橙的脱色效果不明显;加入超声波后,联合法与单一光催化相比使甲基橙溶液的脱色率提高了29.4%,这是由于在光催化反应中加入超声波后对催化剂粒子起着即时分散的作用,有效地阻止了体系中催化剂颗粒的团聚。光催化剂用量为0.20%,超声波发生仪的发生电流I=4.0A时,对初始质量浓度为25mg/L的甲基橙溶液有很好的脱色效果。     

介质阻挡放电等离子体对甲基蓝的脱色研究

主要利用射流介质阻挡放电阵列,在水中放电产生等离子体并开展甲基蓝溶液脱色处理研究。通过紫外吸收光谱在590 nm处吸收峰对甲基蓝进行表征。实验结果表明:在工作气体为Air(100%)和He/Air(1:1)的混合条件下,放电处理5 min后甲基蓝的脱色率高达99.99%;在工作气体为He条件下,处理5 min后甲基蓝的脱色率仅为3%。研究分析表明N₂和O₂在放电过程中形成大量的氮、氧活性粒子,这些氮、氧活性粒子有极强的化学活性,对甲基蓝脱色过程产生重要的影响。     

TiO2/Y2O3/海泡石复合体的制备及光催化降解甲基橙的研究

以TiCl4和Y2O3为原料,海泡石为载体,采用过氧化氢络合物热分解法制备了复合TiO2/Y2O3/海泡石光催化剂.以甲基橙为目标降解物.进行正交试验,得出制备的最佳条件.研究了对甲基橙溶液的降解率的影响因素。     

介质阻挡放电降解水中微囊藻毒素的研究

微囊藻毒素Microcystin-LR,一种强烈的致癌剂,是蓝藻水华时产生的一种主要的藻毒素.本文研究了多根高压电极介质阻挡放电对该毒素的降解.从实验室培养的铜绿微囊藻中提取微囊藻毒素,经富集、纯化后于反相高效液相色谱对其分析检测.实验研究了峰值电压、频率、曝气量及电导率对介质阻挡放电降解微囊藻毒素的影响.研究表明:微囊藻毒素的去除率随峰值电压、频率、曝气量的增加而增大,但随电导率的增加而减小.     

活性炭和活性炭纤维在高压脉冲放电水处理中催化作用的对比研究

对脉冲流光放电与活性炭或活性炭纤维联合处理废水时活性炭和活性炭纤维的催化作用进行了研究。结果表明：脉冲流光放电与活性炭或活性炭纤维联合处理，降解率分别提高22％和24％，说明联合处理过程具有协同效应。与吸附饱和的活性炭或活性炭纤维联合处理，降解率分别提高12．25％和16．7％，说明活性炭和活性炭纤维在联合处理过程中起催化作用。联合处理过程中加入H2O2不但提高了O3和UV的利用率，而且还提高了活性炭和活性炭纤维的再生率。     

高压电场中陶粒填充床对亚甲基兰的脱色效能

考察了高压脉冲电场中陶粒填充床对于亚甲基兰的脱色效能.实验结果表明,在高压脉冲电场与陶粒的相互作用下,亚甲基兰得到了有效去除.当反应条件为电压25 kV,通入空气流量为270 mL/min,亚甲基兰溶液初始质量浓度为5 mg/L,流速为40 mL/min,在反应180 min时,去除率稳定在78%左右.随着电压的增加,流速的减小,亚甲基兰初始质量浓度的减小和空气的通入,亚甲基兰的去除率都得到增加.在高压脉冲电场下,陶粒的存在增强了电场强度,同时放电过程也增强了陶粒对于亚甲基兰的吸附,二者的相互作用促进了亚甲基兰的降解.     

介质阻挡放电净化汽车尾气中CO的实验研究

利用介质阻挡放电产生的非平衡等离子体对汽车尾气中CO的净化进行了研究。分别考察了放电电压、CO初始浓度、气体流量及氧气和水蒸气对CO转化的影响。结果表明 :在介质阻挡放电等离子体作用下CO主要转化为CO2 ;随着电压的升高 ,CO的转化率增大 ;随着初始浓度和流量的增大 ,CO的转化率减小 ;引入O2 和水蒸气后 ,CO的转化率得到了明显提高。另外还对介质阻挡放电等离子体条件下CO的转化机理进行了初步探讨     

Evaluation of energy transfer and utilization efficiency of azo dye removal by different pulsed electrical discharge modes

The degradation of an azo dye, acid orange 7 （AO7）, caused by different high voltage pulsed electrical discharge modes （spark, streamer and corona discharge） induced by the various initial conductivities was investigated. A new type of pulsed high voltage source with thyratron switch and Blumlein pulse forming net （BPFN） was used. The typical discharge waveforms of voltage, current, power, pulse energy and the pictures of spark, streamer and corona discharge modes were presented. The results indicated that pulsed electrical discharges led to complete decolorization and substantial decrease of the chemical oxygen demand （COD） of the dye solution. The main intermediate products were monitored by GC-MS. The discharge modes changed from spark to streamer and to corona discharge, and the streamer length decreased with the liquid conductivity increasing. At a constant input power, the peak voltage, peak current, peak power and energy per pulse of the three discharge modes ranked in the following order： spark 〉 streamer 〉 corona. The effective energy transfer efficiency of AO7 removal was higher for spark discharge （57.2%） than for streamer discharge （40.4%） and corona discharge （27.6%）. Moreover, the energy utilization efficiency of AO7 removal for spark discharge was 1.035×10^9 mol/J, and for streamer and corona discharge they were 0.646×10^-8 and 0.589×10^-8 mol/J. Both the energy transfer efficiency and the energy utilization efficiency of spark discharge were the highest.     

正丙醇溶液直流辉光放电等离子体电解产物分析

 以正丙醇溶液为原料进行辉光放电等离子体电解的实验研究。利用GC-MS联用仪,GC及光发射光谱等检测手段对辉光放电电解的气液相产物进行分析。实验结果表明：电解的主要产物有氢气、一氧化碳、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、水、二氧化碳、甲醛、苯及甲苯等。各种气体产物和产量受放电电压、放电电流等因素影响明显。在等离子体层中正丙醇分解过程和其他类型的等离子体分解过程类似。蒸汽鞘层中的加速电子是引发辉光放电过程非法拉第定律现象的决定因素。阴极辉光放电过程中等离子体-溶液界面上的主要活性物种是中性粒子和电子。正丙醇阴极辉光放电过程中等离子体-溶液界面上产生的主要活性物种有C3H3,CO+,CH,CH2O,H,H2O+,CH2和H2O。利用键能理论对正丙醇溶液放电后主要产物的生成路径进行了分析。