高压脉冲介质阻挡放电降解土壤中芘的研究

针对我国土壤多环芳烃的污染问题,通过自研的介质阻挡脉冲反应器处理土壤中的芘,研究了放电电压、放电频率、土壤湿度、土壤厚度、空气流速和土壤pH等条件对降解效果的影响。结果表明,随着放电电压和放电频率增加,芘的降解率提高,空气流速和土壤湿度在适宜的范围内,有利于芘的降解,增加土壤厚度和降低pH会降低芘的降解率。最适降解条件为：放电电压12.6 kV、放电频率1.0 kHz、土壤湿度3.0%、土壤厚度1 mm、空气流速2 L/min、土壤pH≥7,芘的降解率为97.04%。通过HPLC-MS和FT-IR分析,间接证明放电产生的活性物质O₃、·OH、NO _x 等导致了芘的降解,提出了芘可能的降解途径。     

介质阻挡放电等离子体对茜素红溶液的降解

利用介质阻挡放电等离子体法对染料茜素红溶液进行降解。考察了放电间距、输入电压及溶液pH值对茜素红降解效果的影响,并通过测定放电过程溶液中活性粒子O₃的浓度,探讨了促使茜素红降解的主要因素。结果表明,高压电极与液面间距为8 mm、输入电压为8 kV时,降解效果较好。其中弱碱性环境下（pH=8.4）降解效果最好,40 min后茜素红浓度降为0.26 mg·L^-1,在弱酸性环境（pH=5.8）中处理45 min后,茜素红浓度为1.61 mg·L^-1,而在中性环境（pH=7.0）中降解效果较差,处理45 min后茜素红残留浓度为5.70 mg·L^-1。溶液中的O₃是推动氧化反应进行的主要因素。     

高压脉冲电晕放电等离子体降解水中苯酚

对高压脉冲放电等离子体技术降解水中有机污染物苯酚进行了实验研究,观察了脉冲成形电容、脉冲峰值电压、脉冲频率、放电电极直径、放电距离等因素对苯酚降解率的影响;实验结果表明脉冲成形电容有一最佳值;降解率随脉冲峰值电压、脉冲频率增大而升高,随放电电极直径和放电距离的减小而增大。当放电处理320min后,废水的TOC下降62．1％。     

高压脉冲放电等离子体降解苯酚废水

考察了多种因素对高压脉冲放电低温等离子体降解水中苯酚效果的影响。降低放电电极直径、放电距离、废水的电导率和提高废水的pH值以及向废水中通气体和加入硫酸亚铁等均可提高废水中苯酚的降解速率 ,而加入碳酸钠则会降低苯酚的降解速率。初始质量浓度为 10 0mg/L的苯酚废水经放电处理 180min后降解率达 5 0 9%。     

介质阻挡放电降解废气中萘的实验研究

采用介质阻挡放电对模拟废气中萘的降解进行了研究,深入分析了放电特性和萘的降解特性。研究结果表明:介质阻挡放电过程产生了90 ns脉宽的脉冲电流。放电电压的增加提高了能量密度,从而促进了萘的降解。在7 k V的放电电压下,能量密度达到了236.4 J·L-1,此时萘的降解效率为94.1%。而随着放电电压的增加,萘的降解产物COx的选择率却有所下降。在相同的能量密度下,低放电频率、窄放电气隙有助于萘的降解。介质阻挡放电过程中仅产生6μL·L-1左右的NOx,而生成了500μL·L-1以上的O3。另外,萘的降解过程还产生了萘醌、脂肪族化合物和短链烃等副产物,这表明氧自由基在萘的降解过程中起到了重要的作用。     

新型两级介质阻挡放电降解甲基橙的机理研究

采用新型两级介质阻挡放电(DBD)等离子体反应器对甲基橙废水进行降解处理,考察了甲基橙的p H值、电导率、降解率、化学需氧量(COD)随停留时间的变化。采用紫外光谱、红外光谱、液质联用对处理前后的甲基橙废水进行检测,并推测甲基橙降解机理。结果表明:甲基橙废水的p H值随着停留时间的增长而减小,电导率和降解率均随停留时间的增长而增大,甲基橙的COD值随停留时间的增长呈现先减小再升高最后降低趋于平稳的规律;经过表征分析,处理160 min后的甲基橙降废水中含有NO_3~-,HOOCCH_2CH_2CH_2CH_2CH_2SO_3~-,(CH_3)_2NCH_2CH_2CH_2CH_2CH_2COOH等。     

双介质阻挡放电降解苯酚废水研究

研究了双介质阻挡放电降解苯酚废水过程中不同因素对苯酚降解效果的影响,确定了最佳反应条件,并初步探讨其反应机理。采用自制双介质阻挡放电反应器,以模拟苯酚废水为研究对象,研究了苯酚废水浓度、输入电压、废水曝气量、反应时间等因素对苯酚降解效率的影响。结果表明:输入电压为5 k V,曝气气水比为40∶1,反应时间60 min,降解质量浓度为200 mg/L的模拟苯酚废水,苯酚最大去除率达到95.3%;其中苯酚废水浓度、输入电压、曝气气水比对试验结果影响较大。     

便携式检测仪研究介质阻挡放电降解正丙醇废气

为快速探索不同参数下介质阻挡放电降解正丙醇的规律,搭建了废气处理实验装置,采用便携式VOC和CO检测仪对介质阻挡放电处理的正丙醇废气进行了快速定性检测,实验结果表明:便携式检测仪能够快速实时的响应出结果,放电功率、气体流量、初始浓度对正丙醇降解率有重大影响。随着放电功率的增加,处理后的正丙醇气体浓度逐渐下降,CO浓度逐渐上升,表明正丙醇降解率不断提高;随着气体流量增加,处理后正丙醇先迅速变大然后稳定,CO浓度逐渐下降,表明正丙醇降解率明显下降;随着正丙醇浓度的增加,处理后正丙醇浓度与处理前浓度成正比,CO浓度与VOC检测比值迅速变小后稳定,表明正丙醇降解率迅速下降。     

双介质阻挡放电降解碘普罗胺的研究

采用双介质阻挡放电等离子体反应釜处理碘普罗胺注射液的稀释液。考察了功率电源输入电压、电流、反应时间对碘普罗胺去除率的影响。在功率电源输入电压为50 V,电流为1.08 A,反应时间为10 min的条件下,碘普罗胺的去除率可达100%,而引入的NO3-只有5.757 4 mmol.L-1,并且可生化性(B/C)由原来的0.022 1提高到0.623 4。研究表明,双介质阻挡放电等离子体工艺可以有效去除具有生物惰性的碘普罗胺,提高含有碘普罗胺废水的可生化性。     

高压脉冲放电降解4-氯酚废水的实验研究

采用多针-板高压脉冲气液两相放电反应系统处理难降解的4-氯酚废水,并运用控制变量方法确定多种工艺参数的最佳值。考察了中间产物浓度变化情况、溶液矿化率、总有机碳浓度(TOC),并对4-氯酚的降解过程进行分析研究。实验结果表明:在脉冲电压26 kV、脉冲频率70 Hz、电极间距1.0 cm、曝气量4 L/min的情况下,150 mg/L的4-氯酚废水溶液放电处理90 min后降解率为67.25%。在放电过程中溶液导电性较高对活性粒子的生成有抑制作用导致溶液矿化率较低。整个放电过程中,溶液TOC整体呈缓慢下降趋势,中间产物浓度先增大后减小,其中峰值浓度最高的是4-氯邻苯二酚,峰值浓度最低的是对苯酚。     

高压脉冲液相放电降解水中邻氯苯酚

研究了高压脉冲液相放电降解水中邻氯苯酚的特性脉冲峰压的升高、电极距离的缩短、脉冲频率的加大均使邻氯苯酚的降解速率增加.在脉冲峰压为30 kV、电极距离为2 cm、脉冲频率为150 Hz条件下,o-CP的降解率约为98.7%.较高输入电压下,溶液初始离子含量的增加,会使放电形式由火花放电→流柱放电→电晕放电转变.在火花放电和流柱放电条件下,邻氯苯酚降解率无明显变化,但在电晕放电时,降解率有所降低.邻氯苯酚受羟基的攻击,生成2-氯-对苯二酚,并进一步被氧化生成2-氯-1,4-对苯醌,2-氯-1,4-对苯醌开环后,进一步被氧化,自由基最终生成丙酸、草酸、乙酸以及甲酸等低分子有机酸.     

高压脉冲介质阻挡放电协同臭氧溶气降解聚丙烯酰胺模拟废水

利用高压脉冲介质阻挡放电与臭氧联用的上流式反应器,考察了高压脉冲介质阻挡放电、臭氧和二者协同处理聚丙烯酰胺的降解情况以及COD和BOD5/COD的变化趋势;另外研究了反应器内加入TiO2催化剂对处理效果的影响,并探讨了其作用机理。结果表明,停留时间为10min时,放电协同臭氧溶气对聚丙烯酰胺的降解率可达51%,比单独放电和单独臭氧分别提高了27%和4%。加入TiO2催化剂后,COD去除率达到65%,BOD5/COD提高到0.37。     

介质阻挡放电低温等离子体灭活铜绿微囊藻的实验研究

采用介质阻挡放电(Dielectric Barrier Discharge, DBD)低温等离子体对铜绿微囊藻进行灭活研究,考察了电气参数、场结构参数及铜绿微囊藻溶液液相体系因素等放电条件对其灭活规律的影响。利用多种分析方法[如丙酮提取分光光度法、电导率测定、扫描电镜(SEM)和高效液相色谱(HPLC)]检验DBD低温等离子体对铜绿微囊藻的灭活效果。实验结果表明,放电条件对铜绿微囊藻灭活率有极大影响,在最佳条件下(放电电压160 V,放电电流0.6 A,介质间距4 mm,溶液初始OD值0.2,pH值为弱碱性)放电时间5 min,铜绿微囊藻的灭活率可达90%以上。经DBD低温等离子体放电处理后,藻液颜色由鲜绿色→淡绿色→浅黄色→无色,藻细胞的Chl-a含量大幅减少,光合作用能力被抑制,藻细胞的生长受阻。扫描电镜结果显示,藻细胞在放电处理前饱满、完整;而放电后的藻细胞细胞结构破坏严重,细胞膜破裂,细胞内容物泄漏,仅存少量细胞残骸。放电处理后的藻细胞电解质渗出率增大,细胞膜结构受到严重的破坏导致其通透性增大,细胞内容物外泄。DBD低温等离子体灭活铜绿微囊藻的过程中,藻毒素的含量随放电时间先增...     

针-板式高压脉冲气液两相放电降解废水中的苯酚

为了提高脉冲放电对有机物的降解效果,以苯酚为处理对象建立了单针-板电极形式的脉冲放电体系,考察了各因素对苯酚降解的影响并分析了降解过程中间产物及其浓度变化。结果表明,脉冲电压、电极间距、针-液间距、脉冲频率、曝气量等影响因素对苯酚降解率有很大影响;随着脉冲电压的增大,苯酚降解率增大,电压达到一定值后,苯酚降解率增大不再明显,趋于稳定;随着电极间距、针-液间距、脉冲频率、曝气量的增大,苯酚降解率增大,但当这些因素达到一定值后继续增大,苯酚降解率反而降低。100mL浓度为100mg/L的苯酚废水在电极间距10mm、针-液间距7.5mm、脉冲电压26kV、脉冲频率70Hz、曝气量1.5L/min的最佳条件下,放电60min时苯酚降解率为64.63%,放电140min时达到了85.02%。中间产物间苯二酚、对苯二酚、对苯醌、邻苯二酚在放电过程中浓度随着放电时间的延长先增大后减小,最后浓度都趋于零。其中,间苯二酚浓度最低并且分段出现,对苯醌浓度最大,邻苯二酚最先消失,考察产物变化规律以提高苯酚降解的彻底性。     

双介质阻挡放电低温等离子体对模拟堆肥气体中氨气的去除

针对固体废物堆肥设施氨气污染问题,本文首次运用双介质阻挡放电低温等离子体（DDBD）技术去除模拟堆肥气体中的氨气。考察了输入功率、氨气流速、氨气初始浓度、反应器放电间隙、氧气含量等参数对氨气去除率和低温等离子体系统能量效率的影响,并分析了副产物的生成情况及其影响因子。研究结果表明,氨气去除率与输入功率和氧气含量呈正相关,与氨气流速和氨气初始浓度呈负相关。低温等离子体系统的能量效率与氨气流速、氨气初始浓度、氧气含量均正相关,但随输入功率的增加先升高后降低。研究发现,在所设定的反应条件下,4mm放电间隙反应器的能耗最低,能量效率最高。O₃和NO_x是DDBD去除氨气的反应副产物,其浓度均与氧气含量呈正相关,均呈现随输入功率的增加先升高后降低的趋势。     

介质阻隔空气等离子处理聚丙烯无纺布的研究

使用介质阻隔空气等离子技术(DBD)对聚丙烯(PP)无纺布进行处理,以改善PP无纺布的润湿性。扫描电镜分析表明:经DBD处理后,PP无纺布表面有明显的刻蚀和凸状沉积物,润湿性得到改善,随DBD处理功率的增大,PP无纺布润湿性相应增强。     

Hydrogen production from methanol through dielectric barrier discharge

The hydrogen fuel cell is a promising option as a future energy resource and the production of hydrogen is mainly depended on fossil fuels now. In this paper, methanol reforming to produce H₂ through dielectric-barrier discharge (DBD) plasma reaction was studied. Effects of the power supply parameters, reactor parameters and process conditions on conversion of methanol and distribution of products were investigated. The best reaction conditions were following: input power (45 W), material of inner electrode (stainless steel), discharge gap (3.40 mm), length of reaction zone (90.00 mm), dielectric thickness (1.25 mm), and methanol content (37.65%). The highest conversion of methanol and the yield of H₂ were 82.38% and 27.43%, respectively.     

高压脉冲放电/臭氧协同作用提高油田污水可生化性实验

分别考察了高压脉冲放电单独作用、O3单独作用以及两者协同作用下对油田污水COD、BOD5以及BOD5/COD指标的影响,探讨上述技术应用于提高油田污水可生化性的可行性;同时对处理前后水样进行GC-MS 分析以研究可生化性提高的机理.结果表明:协同作用的处理效率明显高于两者单独作用,5 min的处理时间就可以提高BOD5/COD至0.31,10min后BOD5/COD已达0.46,可生化性能大大增强,协同作用提高油田污水可生化性在技术上完全可行;GO-MS分析表明:高压脉冲放电/O3协同作用短时间内提高油田污水生化性的原因是将难降解高分子有机物氧化成为易生物降解的低分子量物质.     

介质阻挡放电等离子体对PP非织造布的改性

利用常压介质阻挡放电(DBD)设备,研究了工作气体、放电电压、处理时间、试样布置方式等对聚丙烯(PP)熔喷非织造布吸水率和处理效果均匀性的影响。结果表明:PP非织造布试样在90kV下用氩等离子体处理40s,吸水率达672%,在氩气中混入少量氧气(Ar/O2体积比为10/1),吸水率可提高至717%;试样吸水率随处理时间及放电电压的增加均提高,可以通过增大放电电压来有效地降低处理时间;随着DBD等离子体处理强度的增加,PP非织造布整体亲水性和表观均匀性均得到有效提高;试样布满放电区域有利于提高其吸水率和处理效果的均匀性。