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等离子体降解甲基叔丁基醚及改性壳聚糖对染料的去除

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本文首先综述了典型等离子体水处理的工艺及基本原理,比较了各种等离子体水处理的优缺点,重点探讨了近年来发展起来的辉光放电等离子体水处理技术。基于辉光放电等离子体水处理的研究现状,提出了本论文的研究目的和主要任务。本论文的研究内容主要包括三部分:辉光放电等离子体降解水中甲基叔丁基醚的影响因素并计算能量效率；辉光放电电流大小对甲基叔丁基醚降解过程中过氧化氢和羟基自由基生成的影响及等离子体降解甲基叔丁基醚动力学机制研究；辉光放电等离子体改性壳聚糖并对含染料AR73废水进行吸附处理研究。
　　 在第三章中,以甲基叔丁基醚水溶液为模拟废水,考察了污染物初始浓度、电流、溶液pH、自由基清除剂、铁离子等实验参数对辉光放电等离子体降解甲基叔丁基醚的影响并计算了辉光放电的能量效率。结果表明,辉光放电等离子体降解甲基叔丁基醚效率较高,辉光放电等离子体降解甲基叔丁基醚过程总有机碳(TOC)去除率的分析结果较好的证明了这一点。随溶液初始浓度的增大、放电电流的增大,甲基叔丁基醚的去除率不断增大；pH值在酸性条件下有利于甲基叔丁基醚的降解；自由基清除剂对甲基叔丁基醚的降解有抑制作用。辉光放电的能量效率在放电电流电压不变的情况下,随降解物初始浓度的增大电流效率增大,初始浓度为200mg/L时,JMTBE电流效率为3.00×10-9mol/J,远大于同样浓度的光催化的能量效率。
　　 在第四章中,辉光放电电流大小对甲基叔丁基醚降解过程中过氧化氢和羟基自由基生成的影响较明显。其他条件不变的情况下,随放电电流的增大溶液中甲基叔丁基醚降解过程中过氧化氢和羟基自由基生成量增大。当放电电流为100mA,放电30min时测定的H2O2和·OH的浓度分别为0.7mM/L和8.12μM/L。当电流增加到200mA,放电30min时测定的H2O2和·OH的浓度分别为2.1mM/L和9.1μM/L。实验结果表明,向溶液中添加铁离子和亚铁离子,其催化作用较明显。气相色谱-质谱联用仪(GC/MS)和离子色谱(IC)的分析结果显示,辉光放电等离子体降解甲基叔丁基醚主要中间产物为叔丁醇,丙酮,乙酸和甲酸,最终产物是水和二氧化碳。在此基础上提出了辉光放电等离子体降解甲基叔丁基醚的可能降解历程。
　　 第五章,首次采用辉光放电等离子体装置处理壳聚糖,对含染料AR73废水进行吸附去除研究。结果表明,辉光放电等离子体装置,利用其放电过程中产生的过氧化氢及活性氧等活泼离子对壳聚糖进行改性处理后,吸附效果得到了很大的提高。本研究为吸附剂改性处理有机废水提供了新的思路。

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