MnFe/海泡石后置协同低温等离子体降解甲苯的研究

低温等离子体(NTP)净化法是去除挥发性有机物(VOCs)的常用方法之一。利用NTP协同催化剂处理VOCs时可降低能耗,减少副产物,提升CO₂选择性和VOCs的去除效率。以盐酸改性海泡石(SEP)纤维为载体,利用浸渍法制备了不同Mn、Fe负载量的MnFe/SEP催化剂,采用BET、SEM、TEM、XRD、XPS等方法对催化剂进行了微观结构表征和组分分析,并利用介质阻挡放电等离子体结合后置的MnFe/SEP催化剂,开展了等离子体协同催化剂催化降解甲苯的试验研究。结果表明：海泡石纤维是性能优良的催化剂载体,可以很好地分散MnO₂和Fe₂O₃等活性组分,并保持较高的比表面积;锰铁氧化物可以提升甲苯去除率、碳平衡、CO₂选择性,减少O₃残留浓度;当负载的Mn含量为6wt%时,锰铁氧化物高度分散在海泡石纤维表面,催化活性高,性价比较高。     

裂片石莼和土霉素复合压力下弧菌群落及耐药基因变化特性研究

近年来,水产养殖病源弧菌污染及其耐药性问题备受关注,本研究首次采用宏基因组测序技术分析了海水养殖沉积物在大型海藻裂片石莼（12 g·L^-1）与不同浓度（0、10、100、500 μg·L^-1）土霉素作用3个月后,弧菌群落结构及其耐药基因变化特性.结果表明,经裂片石莼诱导培养后,沉积物中弧菌属相对丰度降低了0.22%,但对弧菌多样性和弧菌耐药基因含量提升明显.裂片石莼和土霉素复合压力下,100 μg·L^-1土霉素对弧菌群落多样性及弧菌耐药基因影响最大,而500 μg·L^-1对其影响最小.沉积物弧菌属共检测出21种耐药基因,多为BL1_fox、BL2be_per、BL2_veb等β-内酰胺类耐药基因.裂片石莼能减少耐药基因tetPB富集,而进一步添加土霉素能诱导产生VatB、BcrA耐药基因.此外,弧菌耐药基因迁移与转化还受弧菌群落结构变化影响.     

温度对等离子体与催化剂结合脱除Nox的影响

考察了温度对介质阻挡放电和CuZSM-5催化剂"一段法"结合脱除氮氧化物(NOx)的影响.实验表明,在250℃和300℃时,对于NO/N2,NO/O2/N2和 NO/C2H4/N2三个体系,"一段法"脱除NOx的活性都相对较低.在NO/O2/C2H4/N2体系中,250℃介质阻挡放电和CuZSM-5结合脱除NOx产生了明显的协同效应.在300℃,等离子体对脱除NOx起负作用.相对低温(150℃)时,等离子体的促进作用很小.电学实验表明,当反应温度由25℃升至450℃,"一段法"体系的李萨如(Lissajous)图形由平行四边形(25℃)逐渐变为椭圆形(450℃),表明较高温度时催化剂的介电性质发生了变化.原位发射光谱证明在不同温度下,"一段法"体系中等离子体气相产生的活性物种数量明显不同.     

强电离放电产生臭氧等离子体过程及其应用研究

电子从强电场（＞300Td)放电过程中取得的平均能量大于8.4eV；促使氧分子分解，分解电离成高浓度的氧原子，氧原子离子，从而产生高浓度（＞200g/Nm^3）臭氧，实现了用电离放电场的物理量控制臭氧产生浓度，产生效率及臭氧分解速率，并实现臭氧产生装置小型化，极大地拓宽了臭氧在环境工程领域上的应用。     

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.     

滑动弧等离子体处理三种染料废水的研究

偶氮染料酸性橙Ⅱ、吩嗪染料中性红和三苯甲烷染料碱性艳蓝BO是3种具有代表性的常用工业染料。通过气液两相滑动弧放电等离子体产处理这3种染料,对其脱色效果、反应动力学、降解效果及降解路径进行了分析。实验结果显示:当放电电压10 k V、频率50 Hz、载气(空气)流速0.8 m~3/h、液体流速60 m L/min、染料溶液体积500 m L、浓度200 mg/L,放电处理60 min时,滑动弧等离子体对染料溶液的具有较好的脱色效果,酸性橙II、中性红和碱性艳蓝BO的脱色率分别为84.1%、72.7%与89.7%。3种染料的脱色反应符合一级反应动力学规律,其中碱性艳蓝在前30 min的脱色速率最快,可达0.0631 min~(-1),远大于酸性橙II和中性红,而后30 min的反应速率均明显放慢,低于酸性橙II和中性红的同期脱色速率。滑动弧等离子体对3种染料的降解效果(COD去除率)不高,经过60 min的处理降解率分别仅为27.4%、37.3%和28.2%。最后,通过降解过程中的UV-Vis色谱变化对3种染料的降解路径作了初步推测,即等离子体先破坏染料的发色体系与共轭体系,随后发生开环反应,最后再降解为小分子结构。     

大气压气体放电电磁辐射特性研究

大气压气体放电技术在材料改性、生物医学以及环境污染治理领域广泛应用。然而,气体放电过程存在由大量瞬态脉冲电流衍生的电磁辐射。基于安全防护和提高能效的目的,掌握大气压气体放电过程的电磁辐射特性以及影响规律成为了亟需解决的问题。针对刷状放电和丝状放电两种常见的气体放电模式,系统考察了电磁频谱分布特性及电压和频率对其影响规律。结果表明刷状放电和丝状放电的特征谱峰分布范围分别在6～74.2 MHz和6～150 MHz。丝状放电的电压及频率对电磁辐射频谱分布及强度影响较小,而增加刷状放电的电压和频率则能有效降低电磁辐射强度。此外,增加丝状放电区域会引起电磁辐射频谱范围及辐射强度增大。     

DBD反应器关键操作参数对2,4-二氯酚去除的影响

采用同轴喷雾式介质阻挡放电(DBD)反应器处理2,4-二氯酚(2,4-DCP)模拟废水,考察了水质、废水流量、载气流量、放电频率等关键操作参数对2,4-DCP去除的影响。自来水中的CO₃^2-/HCO₃^-能够中和生成的硝酸/亚硝酸(载气含N₂),同时也能清除放电过程中产生的自由基,因而不利于2,4-DCP的去除。在DBD反应器的操作参数中,载气流量对于活性组分的产生及气相到液相的传质有显著影响,是最为关键的操作参数。反应器操作参数的变化会影响放电过程。同轴式反应器和废水雾化对污染物的矿化有利。在废水流量50 mL/min、载气流量15 L/min、放电频率17 kHz的最佳条件下处理60 min,2,4-DCP和TOC的去除率分别为69.77%和31.85%。