介质特性对DBD降解苯的影响

为了提高介质阻挡放电(dielectric barrier discharge,DBD)等离子体的处理效率,研究了内外介质组成分别为:(1)石英 石英;(2)陶瓷 石英;(3)陶瓷 陶瓷这3种情况下苯的降解情况.试验结果表明,在处理低浓度含苯废气时,陶瓷 陶瓷效果最好;陶瓷(内管) 石英(外管)在处理高浓度含苯废气时显示出优势.通过对气相产物和固相结焦产物的分析验证了DBD能有效降解苯,降解产物不会带来新的污染.进一步分析了实验条件和介质材料的变化对DBD降解苯的影响机理.     

介质阻挡放电联合催化臭氧化降解甲苯

采用介质阻挡放电区后结合MnOx/Al2O3/发泡镍去除甲苯,考察甲苯进气方式、臭氧产生方法及湿度对甲苯与O3同时去除的影响。结果表明,O3是等离子体区后催化降解甲苯的主要物种,介质阻挡放电联合催化臭氧化可实现甲苯及O3的同时高效去除。输入电压为9.0 kV时,甲苯的去除效率达92.8%,在80 min内O3的去除效率维持在99%以上。水蒸气对催化剂催化分解臭氧的活性没有直接的影响,O3浓度较高时湿度对甲苯降解效率的影响很小。GC-MS分析结果表明,甲苯降解的主要气相副产物有烷烃、酸、酮和含苯环有机物,提出了甲苯的降解途径。     

介质阻挡放电等离子体降解高浓度甲苯

为解决喷漆和涂装废气中VOCs的污染,采用同轴圆管式介质阻挡反应器进行低温等离子体降解高浓度甲苯探索,研究了反应器参数（放电间距、放电长度）、操作参数（初始甲苯浓度、气体流量、输入功率）等关键参数对甲苯转化率和产物CO2选择性的影响。结果表明：放电间距过大或者过小都不利于甲苯的降解,放电长度的增加对其影响相对较小;输入功率越大,甲苯的降解效果越好,并且反应产物中臭氧的浓度越低,但气体流量及初始甲苯浓度的增加不利于甲苯的降解。最后对产物进行GC-MS检测,分析了甲苯降解机理。     

介质阻挡放电和水吸收联合降解挥发性有机化合物

依据介质阻挡放电(DBD)和溶液吸收处理气态污染物的原理,设计出一种DBD和水吸收联合降解挥发性有机化合物(VOCs)的实验装置.研究其对甲苯的降解效果.考察了放电电压、甲苯初始浓度、模拟废气流量对甲苯降解效果的影响.分析了DBD和水吸收的相互作用.结果表明.DBD和水吸收联合可以提高甲苯的降解率.在放电电压为15.9 kV时甲苯的降解率为81.5%.比单独放电时提高了13.3百分点;甲苯的降解率随着放电电压增大而升高,随着气体流量和甲苯初始浓度增大而降低.该技术可以作为放电等离子体前处理工艺,为高效处理上业废气提供参考.     

介质阻挡放电氧化降解木质素磺酸钠的动力学研究

为了有效地处理难生物降解的造纸废水,采用气相介质阻挡放电产生氧化性物质,对木质素磺酸钠进行了氧化降解研究。在不同操作条件下,对其降解动力学及矿化程度进行了研究。结果表明,介质阻挡放电能有效地降解木质素磺酸钠,其氧化降解反应遵循准一级动力学反应。当峰值电压为20 kV,被水蒸气饱和的空气为气源,流量为7 L/min时,氧化处理60 min后,木质素磺酸钠降解率达到70％。其速率常数K随峰值电压、气源、气体流量和木质素磺酸钠的初始浓度的变化而不同。气体流量越大,木质素磺酸钠的初始浓度越低,速率常数K越大,降解效果越好。随着处理时间的增加,氧化性物质能将部分木质素磺酸钠矿化使溶液TOC降低,当被水蒸气饱和的空气作为气源时,氧化处理120min,21.38%的TOC被去除。     

介质阻挡放电对湖泊水华蓝藻的去除

采用介质阻挡放电等离子体技术去除太湖水华蓝藻,考察了放电输出功率、空气流速、添加剂(异丙醇、腐植酸)等对蓝藻去除的影响。结果表明,介质阻挡放电能去除太湖水华蓝藻,放电功率100 W,空气流速1.0 L/min,放电18min,在光照强度2 000 lx和25℃下培养4 d,初始叶绿素a浓度为9.58 mg/L藻液中蓝藻去除率达87.8%。增加放电输出功率和空气流速能提高蓝藻的去除效率;腐植酸促进了介质阻挡放电对蓝藻的去除;而异丙醇添加剂抑制了介质阻挡放电的作用。放电处理后,蓝藻细胞内类胡萝卜素含量、SOD活性、MDA含量发生明显变化,介质阻挡放电破坏了蓝藻细胞内含物。     

介质阻挡放电-催化降解空气中甲苯的研究

着重考察了催化剂分解O3对介质阻挡放电-催化降解甲苯效果的影响,对比不同催化剂在3种催化剂结合方式下对O3分解能力及甲苯降解效果.同时研究了影响O3,产生及分解的条件--放电电压、水汽和氧含量对甲苯降解的影响.结果表明,催化剂的O3分解能力越强,对甲苯的降解效果越好,O3的催化分解在甲苯降解过程中起重要作用.当放电电压为10 kv时,在余辉区和等离子体区加入催化剂,甲苯的去除率分别由无催化剂时候的33.8%提高到55.6%～66.2%和65.2%～74.2%.气流中的水汽对O3的产生和分解都产生不利影响,可降低甲苯的去除率.氧气含量高时,一方面增加O3的产生,另一方面降低催化剂对O3的分解,在O3含量为5%时,甲苯去除效果较佳.     

催化剂协同介质阻挡放电等离子体对不同VOCs的催化选择性

为考察混合气体中各组分对VOCs降解的影响,以及催化剂在协同低温等离子体降解多组分VOCs气体中的表现,选取甲苯、丙酮及乙酸乙酯组成混合VOCs进行低温等离子体降解,进而研究混合降解方式对混合VOCs气体各组分降解效果的影响。先制备了Mn₂O₃/γ-Al₂O₃催化剂,采用催化剂后置方式研究催化剂在协同低温等离子体降解多组分混合VOCs气体过程中的表现。结果表明：多组分混合VOCs降解时,甲苯和乙酸乙酯的降解率相较单独降解时都有所提升,当特定输入能量（SIE）为700 J∙L⁻¹时,提升率分别为69.1%和12.64%,而丙酮的降解率相较单独降解时却发生了明显下降,下降了40.74%;多组分混合VOCs降解时的臭氧产量相较3种VOCs单独降解时均有微弱下降;多组分混合VOCs相较单种VOCs降解时的碳平衡均略有下降;在协同低温等离子体降解多组分VOCs气体过程中,Mn₂O₃/γ-Al₂O₃催化剂对混合VOCs中甲苯、乙酸乙酯及丙酮降解率有明显提升,且随VOCs降解难度的上升而更加明显,并使得各条件下VOCs降解的碳平衡均得到了提升。本研究结果可为低温等离子体降解VOCs的实际应用提供参考。     

双介质阻挡放电联合催化降解甲苯的副产物影响因素

双介质阻挡放电(DDBD)联合催化降解有机废气具有广阔的应用前景,探讨其副产物影响因素以便控制其浓度很重要。为此,采用自制高压电源与新型阵列式DDBD联合催化(以TiO_2/Al_2O_3或Co/活性炭为催化剂)反应器,考察了其反应放电特性与波形,研究了甲苯初始浓度、气量、相对湿度和能量密度对脱除甲苯废气产生副产物(O_3和NO_2)的影响。结果表明:O_3和NO_2的浓度均随着甲苯初始浓度、气量、相对湿度的增加而降低,但随着能量密度的增加而升高。催化剂可以显著降低O_3和NO_2浓度,其中Co/活性炭在降低O_3和NO_2浓度方面效果最显著。当甲苯初始质量浓度为300mg/m~3、气体相对湿度为55%、气量为100m~3/h、能量密度为7.2J/L时,DDBD联合Co/活性炭催化剂脱除甲苯废气产生的O_3质量浓度最低,为16.9mg/m~3;当甲苯初始质量浓度为50mg/m~3、相对湿度为85%、气量为100m~3/h、能量密度为7.2J/L时,DDBD联合Co/活性炭脱除甲苯废气产生的NO_2质量浓度最低,为23.5mg/m~3。     

介质阻挡放电处理甲苯及其放电参量的研究

采用等离子体反应器介质阻挡放电产生低温等离子体处理甲苯,在分析负载等效电路的基础上,利用电压-电荷Lis-sajous图形法对气体放电过程中的放电参量进行测量研究,并探讨了相关工况参数对甲苯去除率的影响.研究结果表明,该反应器所得能量随着电压的增大而增大;气隙等效电容随着外加电压和气隙厚度的增大而减小;电压较低时.电介质等效电容变化不大,随着电压的增大迅速升高,当电压达到一定值后,电介质等效电容变化平缓;该反应器采用粗电极对甲苯的去除率优于细电极;甲苯的去除率随着放电功率的上升而提高,但是能量效率却呈降低的趋势.此外,研究发现甲苯的初始浓度与气体流量与甲苯的去除率呈反比,而与甲苯的绝对去除量呈正比.     

介质阻挡放电与脉冲电晕放电修复芘污染土壤的对比研究

选取芘作为多环芳烃的代表污染物,利用介质阻挡及脉冲电晕2种放电方式产生的低温等离子体对芘污染的土壤进行修复。通过污染物处理率、影响因素和能量利用效率等实验计算结果对2种放电方式下土壤的修复效果进行比较,并从放电方式的原理、特点和反应器结构等角度进行分析。结果表明：在芘初始浓度为100 mg·kg-1、电极间隙为14 mm时,介质阻挡放电对土壤中芘的处理率较高,可达60.6%,经GC-MS图谱检测分析,其多数产物分子量小、结构简单,但该放电方式受电气参数影响较大,当电极间隙增大到20 mm时,处理率则低至28.3%,其最高能量效率仅为0.321 mg·kJ-1;而脉冲电晕放电在不同条件下处理效果稳定,电极间隙为14~20 mm时,处理率均能达50%左右,且在不同实验条件下,其能量效率为2.29~3.76 mg·kJ-1,是介质阻挡放电的10余倍。脉冲电晕放电方式在处理比污染土壤时要优于介质阻挡放电。     

纳米氧化锌协同介质阻挡放电等离子体降解双酚A

建立了介质阻挡放电等离子体(DBDP)和纳米氧化锌(ZnO)相协同的难降解有机物降解体系,以双酚A(bisphenol A, BPA)作为目标污染物,考察了协同体系中ZnO的不同添加浓度、不同载气种类、溶液不同初始pH对BPA降解效率及能量利用效率的影响,同时考察了在相同操作参数条件下,不同自由基捕获剂对BPA降解效果的影响规律,以说明不同活性氧物种在降解过程中的贡献情况,并测定了不同操作条件下溶液COD和UV-vis光谱的变化。结果表明：DBDP/ZnO协同体系中ZnO的最优添加浓度为50 mg·L⁻¹,该操作条件下,反应40 min后,BPA的降解率为85.4%,能量利用率为0.32 g·(kWh)⁻¹;当体系的初始pH为酸性、载气为氧气时,更利于BPA的降解;反应体系中·OH、 ¹O₂、O₂·^–及电子浓度的减少均会削弱BPA的降解效果;催化剂的添加和载氧气条件有利于提高BPA的可生化性。以上研究结果对拓宽金属氧化物材料及低温等离子体水处理技术的应用范围具有一定的参考价值。     

Fenton-like/TiO2催化介质阻挡放电体系对活性艳蓝的降解

为了提高等离子放电对染料的降解效率,研究了Fenton-like/TiO2耦合催化介质阻挡放电体系对活性艳蓝(X-BR)的脱色效果及降解机理。结果表明,投加Fe2+ 或Fe3+与TiO2组成的耦合催化体系可以显著提高X-BR的脱色率。反应10 min后,紫外可见扫描光谱和阴离子(Cl-、NO3-、SO42-)产量分析表明,介质阻挡放电体系可以有效破环蒽醌发色基团,耦合催化体系不仅强化了蒽醌结构的破坏,同时更加有效地破坏了苯环和萘环结构从而提高了TOC降解率。最后,比较研究了投加Mn2+ 和Cu2+对X-BR的脱色效果,在投加浓度均为0.5 mmol/L条件下,两者对X-BR的脱色起到抑制作用,因此,两者不适合作为耦合催化介质阻挡放电体系的添加离子。     

单介质和双介质阻挡放电低温等离子体降解甲苯的比较

为研究介质阻挡放电(DBD)反应器结构对低温等离子体降解甲苯的影响,设计了具有单层介质和双层介质的DBD反应器。对2种反应器的放电特征、甲苯去除率、矿化率、CO₂选择性和能量效率进行了比较,并对施加电压和初始浓度对甲苯降解效果的影响进行了分析。结果表明：在相同电压下,双介质反应器(DDBD)具有更高的电场强度,而单介质反应器(SDBD)的输入功率更高;当甲苯浓度和电压分别为616、1 027、1 848 mg·m⁻³和14~24 kV时,双介质中的甲苯去除率为9.4%~100%、7.4%~99%、5.1%~64%,单介质为67%~98%、46%~90%、26%~59%。这说明低电压下单介质反应器的甲苯去除率更高,而高电压下则相反,并且,浓度降低、电压升高有利于甲苯的降解。单介质反应器的能量效率随电压升高而降低,双介质反应器则先升高后下降,且双介质反应器的能量效率高于单介质反应器(16~24 kV)。以上研究可为介质阻挡放电在VOCs去除方面的应用提供参考。     

双室介质阻挡放电等离子体反应器降解亚甲基蓝

介质阻挡放电（DBD）等离子体技术可以有效地降解和矿化水中的亚甲基蓝（MB）分子。本文采用一种新型的双室DBD反应器通过处理亚甲基蓝溶液,研究了液体体积、下气室高度、输入功率、初始pH、初始浓度、曝气种类对MB降解的影响。结果表明,在液体体积50 mL、下气室高度7 mm、输入功率18 W、初始pH 4.0、初始浓度100 mg·L-1、氧气曝气时,MB可以在20 min内几乎脱色完全。并提出了MB的降解是脱甲基化、臭氧直接氧化和羟基化共同作用的结果。     

湿壁介质阻挡放电强化浮石载羟基氧化铁降解水中避蚊胺

以避蚊胺(DEET)为模型污染物,研究了湿壁介质阻挡放电(DBD)协同浮石载羟基氧化铁去除污染物的可行性.采用浸渍法制备了浮石载羟基氧化铁复合材料,并对其进行了SEM、XRF、XRD、FT-IR和BET表征.同时研究了放电电压、初始pH、催化剂投加量等参数对DEET的去除率的影响.结果表明:在DEET初始浓度为20mg...     

脉冲放电协同负载型氧化物催化剂降解甲醛

以γ-Al2O3为载体,分别负载Cu、Mn和Ti 3种不同活性成分制备了CuO/γ-Al2O3、MnO2/γ-Al2O3和TiO2/γ-Al2O3催化剂,采用SEM、XRD和EDS等技术对催化剂进行了表征分析。在脉冲放电反应体系中放置所制备的催化剂对甲醛进行降解研究,了解催化剂催化性能,及其与脉冲放电的协同效应。实验结果表明,负载型催化剂与脉冲放电具有协同作用,能明显提高甲醛的降解率,且MnO2/γ-Al2O3与脉冲放电的协同效果明显好于CuO/γ-Al2O3、TiO2/γ-Al2O3。MnO2/γ-Al2O3催化剂中Mn的负载量、制备时的焙烧温度对催化剂的活性有明显影响,当Mn负载量为8%、焙烧温度为300℃时,制备的MnO2/γ-Al2O3催化剂性能最佳,在脉冲电压为24 kV,脉冲频率为40 Hz的条件下,甲醛去除率为97%。最后,对脉冲放电协同MnO2/γ-Al2O3催化剂降解甲醛的机理进行了探讨。