大氣壓輝光放電降解染料廢水的動(dòng)力學(xué)過程探究.pdf

1、從當(dāng)今社會(huì)廣泛關(guān)注的水污染問題出發(fā)，以大氣壓輝光放電等離子體高級(jí)氧化技術(shù)為水處理手段，針對(duì)該高級(jí)氧化技術(shù)處理廢水的作用機(jī)理以及各種因素對(duì)處理效果的影響規(guī)律的研究還不夠清晰等問題，本論文以番紅花紅T、孔雀石綠和橙黃Ⅱ作為研究對(duì)象，用發(fā)射光譜法探究了在大氣壓輝光放電等離子體處理廢水的過程中產(chǎn)生了哪些活性物種;用研究對(duì)象在其特征吸收波長(zhǎng)處吸光度的變化考察了可控實(shí)驗(yàn)參數(shù)對(duì)其降解效果的影響，并對(duì)各參數(shù)的影響規(guī)律進(jìn)行了分析討論;為了更深入地了解分子

2、的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的關(guān)系，對(duì)孔雀石綠和橙黃Ⅱ這兩種分子的振動(dòng)光譜進(jìn)行了測(cè)量、量化計(jì)算和指認(rèn);最后從活性粒子的產(chǎn)生、紫外-可見光譜的變化以及理論計(jì)算三個(gè)方面綜合分析了這兩種染料分子的降解過程。
　　本研究工作的主要結(jié)果如下:
　　(1)以番紅花紅T為研究對(duì)象，探究了放電所產(chǎn)生的活性物種和對(duì)番紅花紅T降解起主要作用的物種以及等離子體的電子溫度和密度。通過測(cè)量等離子體通道的發(fā)射光譜，發(fā)現(xiàn)放電通道存在大量活性物種，如·OH，N2+，O

3、2+，·H等活性粒子，其中·OH對(duì)番紅花紅T分子的降解起主要作用;用所測(cè)得的氫原子發(fā)射光譜Hα，Hβ對(duì)等離子體基本參數(shù)做了計(jì)算，得到電子激發(fā)溫度在6500K-8500K范圍內(nèi)，電子密度的數(shù)量級(jí)為1017cm-3-1018cm-3。
　　(2)以孔雀石綠為研究對(duì)象，實(shí)驗(yàn)考察了可能影響放電等離子體降解孔雀石綠的幾種因素，如放電電壓、溶液初始濃度、初始PH值和不同陰、陽離子等。發(fā)現(xiàn)放電電壓越高、溶液初始濃度和初始PH值越低，降解效率越高

4、，且孔雀石綠的降解過程滿足一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程。加入適量的Cu2+、Fe2+和Fe3+陽離子對(duì)孔雀石綠的降解有促進(jìn)作用;但加入SO42--、Cl-、CO32-陰離子對(duì)孔雀石綠的降解均會(huì)產(chǎn)生抑制作用，抑制作用由大到小的順序?yàn)镃O32-＞Cl-＞SO42-。
　　(3)以橙黃Ⅱ?yàn)檠芯繉?duì)象，在考察了放電電壓，反應(yīng)物初始濃度和初始電導(dǎo)率對(duì)橙黃Ⅱ降解的影響后，重點(diǎn)對(duì)放電等離子體與Fenton效應(yīng)協(xié)同降解橙黃Ⅱ的實(shí)驗(yàn)條件以及降解效果和單獨(dú)放電條件下

5、的降解效果進(jìn)行了對(duì)比研究。在單獨(dú)放電或與Fenton協(xié)同作用時(shí)，PH值越小橙黃Ⅱ的降解率越高;給處理的廢水中添加適量H2O2和Fe2+可以促進(jìn)橙黃Ⅱ的降解，但過量地添加H2O2或Fe2+，都會(huì)抑制橙黃Ⅱ的降解。
　　(4)用Gaussian09軟件分別計(jì)算了孔雀石綠和橙黃Ⅱ的振動(dòng)光譜，對(duì)強(qiáng)度比較大的簡(jiǎn)正振動(dòng)對(duì)應(yīng)的官能團(tuán)及振動(dòng)形式進(jìn)行了指認(rèn)，并和實(shí)驗(yàn)測(cè)量的紅外光譜(KBr壓片法)和拉曼光譜進(jìn)行了比對(duì)，理論計(jì)算的頻率值和實(shí)驗(yàn)測(cè)量值基本