大氣壓輝光放電降解染料廢水的動力學過程探究.pdf

1、從當今社會廣泛關注的水污染問題出發(fā)，以大氣壓輝光放電等離子體高級氧化技術為水處理手段，針對該高級氧化技術處理廢水的作用機理以及各種因素對處理效果的影響規(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生了哪些活性物種;用研究對象在其特征吸收波長處吸光度的變化考察了可控實驗參數對其降解效果的影響，并對各參數的影響規(guī)律進行了分析討論;為了更深入地了解分子

2、的結構與性質之間的關系，對孔雀石綠和橙黃Ⅱ這兩種分子的振動光譜進行了測量、量化計算和指認;最后從活性粒子的產生、紫外-可見光譜的變化以及理論計算三個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果如下:
　　(1)以番紅花紅T為研究對象，探究了放電所產生的活性物種和對番紅花紅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。通過測量等離子體通道的發(fā)射光譜，發(fā)現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對番紅花紅T分子的降解起主要作用;用所測得的氫原子發(fā)射光譜Hα，Hβ對等離子體基本參數做了計算，得到電子激發(fā)溫度在6500K-8500K范圍內，電子密度的數量級為1017cm-3-1018cm-3。
　　(2)以孔雀石綠為研究對象，實驗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動力學方程。加入適量的Cu2+、Fe2+和Fe3+陽離子對孔雀石綠的降解有促進作用;但加入SO42--、Cl-、CO32-陰離子對孔雀石綠的降解均會產生抑制作用，抑制作用由大到小的順序為CO32-＞Cl-＞SO42-。
　　(3)以橙黃Ⅱ為研究對象，在考察了放電電壓，反應物初始濃度和初始電導率對橙黃Ⅱ降解的影響后，重點對放電等離子體與Fenton效應協(xié)同降解橙黃Ⅱ的實驗條件以及降解效果和單獨放電條件下

5、的降解效果進行了對比研究。在單獨放電或與Fenton協(xié)同作用時，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+可以促進橙黃Ⅱ的降解，但過量地添加H2O2或Fe2+，都會抑制橙黃Ⅱ的降解。
　　(4)用Gaussian09軟件分別計算了孔雀石綠和橙黃Ⅱ的振動光譜，對強度比較大的簡正振動對應的官能團及振動形式進行了指認，并和實驗測量的紅外光譜(KBr壓片法)和拉曼光譜進行了比對，理論計算的頻率值和實驗測量值基本