接觸輝光放電等離子體在去除水體中有機污染物的應用.pdf

1、等離子體是物質(zhì)的第四態(tài)，它由中性的原子或分子、激發(fā)態(tài)的原子和分子、自由基、電子或負離子以及輻射光子組成。從化學的角度看，等離子體空間富集的離子、電子、激發(fā)態(tài)的原子、分子及自由基，恰恰是極活潑的反應物種。實驗室產(chǎn)生等離子體的方法有：熱電離法、激波法、光電離法、射線輻照法以及直流、低頻、射頻、微波氣體放電法及輝光放電法等。接觸輝光放電等離子體由電極和電解質(zhì)液面之間的直流輝光放電來維持，它最顯著的特征是化學產(chǎn)物與法拉第定律的偏離。

2、完全輝光放電時，初始反應區(qū)包括陽極周圍的等離子體和等離子體-陽極液面附近的液相。在陽極周圍的等離子體中，水蒸汽分子在放電過程中分解產(chǎn)生H·，·OH等活性組分，另一方面，在等離子體-陽極液界面附近的液相反應區(qū)中，液態(tài)的水分子被陽極等離子體中產(chǎn)生的H2O+gas撞擊分解為H·，·OH和HO2?！み@些活性組分的混合物進入本體溶液，它們可以相互反應產(chǎn)生H2O2或與溶液中底物發(fā)生反應。輝光放電過程中產(chǎn)生的·OH是最強的氧化劑之一，它能將許多有機物

3、氧化為脂肪酸、CO2或簡單無機物。因而，接觸輝光放電等離子體可用于水溶液中有機物的降解。 基于以上理論，論文從接觸輝光放電等離子體處理有機污染物方面展開了一系列的研究工作，具體分為四部分。 第一部分文獻綜述本章綜述了等離子體的應用、產(chǎn)生方法和接觸輝光放電等離子體的電極特征以及它在不同介質(zhì)中的化學效應，并對陽極和陰極輝光放電等離子體產(chǎn)生化學效應的機理進行了討論，同時簡要論述了接觸輝光放電等離子體的應用前景。第二部分內(nèi)置

4、式接觸輝光放電等離子體誘導氧化降解鄰-氯酚接觸輝光放電電解是一種新型的產(chǎn)生等離子體的電化學方法。本文測定了催化劑、pH值對接觸輝光放電等離子體降解水體中鄰-氯苯酚降解效率的影響。 本實驗利用高效液相色譜檢測了中間產(chǎn)物和鄰氯苯酚降解濃度隨時間的變化。實驗表明：堿性條件下降解有利，F(xiàn)e2+催化作用下降解效率明顯提高。 第三部分內(nèi)置式輝光放電等離子體誘導氧化降解水體中的對硝基酚研究了插入式輝光放電等離子體誘導氧化降解水溶液

5、中的4-硝基酚，反應的中間產(chǎn)物均由高效液相色譜測定?？疾榱烁鞣N因素如污染物的初始濃度、反應液的初始pH值對降解反應的影響及Fe2+離子對反應的催化作用。 結(jié)果表明，在等離子體誘導下，上述污染物的降解過程分為兩步，一是先打開苯環(huán)，二是將所得中間產(chǎn)物脂肪酸進一步氧化。插入式輝光放電等離子體中的羥基自由基首先攻擊苯環(huán)，整個反應過程符合類一級反應動力學，用等離子體氧化降解水體中的4-硝基酚的終結(jié)產(chǎn)物為二氧化碳和水及硝酸根離子，因而，可