高壓放電等離子體協(xié)同碳基Fe-Cu雙金屬及過硫酸鹽降解水中偶氮染料.pdf

1、與傳統(tǒng)的方法相比，高壓放電等離子體具有操作更簡單、效率高、適用范圍更廣等顯著優(yōu)點。高壓放電等離子體中存在大量不同種類的活性粒子，比普通的化學反應所產生的活性粒子種類更多、活性更強，更易于和所接觸的有機物發(fā)生反應。本文以偶氮染料活性紅(RR120)為目標污染物，分別研究了高壓放電等離子體協(xié)同碳基Fe/Cu雙金屬，以及高壓放電等離子體協(xié)同過硫酸鹽對水中RR120的降解，分析了影響RR120降解的主要因素，探討了RR120的協(xié)同降解機理;同時

2、，建立了高壓放電等離子體協(xié)同降解水中RR120的響應曲面法模型，并模擬了多因素連續(xù)變化時對RR120降解效率的影響。
　　首先，通過水熱法合成了催化劑碳基Fe/Cu雙金屬，并采用X射線衍射、Brunauer-Emmett-Teller表面積和掃描電子顯微鏡對合成催化劑進行了表征，研究了高壓放電等離子體協(xié)同碳基Fe/Cu雙金屬對水中偶氮染料RR120的降解機理。實驗主要研究其降解動力學以及空氣流量、初始濃度、催化劑的量和放電功率對R

3、R120去除率的影響，同時采用氣相色譜-質譜法(GC-MS)測定了RR120的降解產物。采用偽一級動力學進行擬合，發(fā)現偽一級反應動力學適合描述RR120的降解過程。在空氣流量為60L/h，功率為40W，初始濃度為50mg/L，催化劑的量為30mg時，RR120的去除率可達到最大值。與單獨的高壓放電等離子體系統(tǒng)相比，高壓放電等離子體協(xié)同Fe/Cu雙金屬降解RR120降解效率提高了40.6％。高壓放電等離子體協(xié)同Fe/Cu雙金屬降解RR12

4、0過程中，溶液的pH值從4.58降低到2.26，電導率從66.3增加到574.7μS/cm。采用GC-MS測定了RR120的降解產物，并根據檢測到的降解產物解析了RR120的降解途徑，RR120降解過程中主要發(fā)生開環(huán)反應、共軛結構破壞、脫氯、羥基化反應。
　　其次，研究了高壓放電等離子體協(xié)同過硫酸鹽對水中偶氮染料RR120的降解機理。與單獨高壓放電等離子體體系和單獨過硫酸鹽體系降解RR120相比，高壓放電等離子體協(xié)同過硫酸鹽降解R

5、R120的降解效率分別提高了21.5％和98.0％。同時研究了初始pH、放電功率、初始濃度以及過硫酸鹽添加量對RR120降解效率的影響;研究結果表明，65W的放電功率、酸性條件、過硫酸鹽添加量為4mmol/L時效果最佳。高壓放電等離子體協(xié)同過硫酸鹽降解RR120的過程遵循偽一級動力學，降解過程中溶液pH值降低、電導率增加。采用GC-MS測定了RR120的降解產物，RR120降解過程中主要發(fā)生開環(huán)反應、共軛結構破壞、脫氯、羥基化反應。