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DBD等离子体耦合BiOI催化材料降解苯甲羟肟酸的特性与机制
1
作者 董冰岩 李贞栋 +3 位作者 王佩祥 涂文娟 谭艳雯 张芹 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1565-1575,共11页
常温常压下,以苯甲羟肟酸(BHA)为处理对象建立了介质阻挡放电(DBD)等离子体催化体系。研究了放电参数对等离子体降解BHA的影响规律,对水热合成法制备的催化材料进行了系列表征分析,考察了各因素对BHA降解的影响,分析了DBD等离子体耦合... 常温常压下,以苯甲羟肟酸(BHA)为处理对象建立了介质阻挡放电(DBD)等离子体催化体系。研究了放电参数对等离子体降解BHA的影响规律,对水热合成法制备的催化材料进行了系列表征分析,考察了各因素对BHA降解的影响,分析了DBD等离子体耦合催化剂降解BHA过程中总有机碳(TOC)、pH、∙OH自由基等的变化,通过液相色谱-质谱联用仪分析了降解反应过程的中间产物并探讨了BHA的降解机理。表征结果显示合成的BiOI具有高比表面积、高孔体积、高纯度的介孔纳米片微球,且DBD可以改变催化剂的晶型和结构,具有更高的催化性能。降解性能结果表明,峰值电压、鼓气量等对BHA降解率有很大影响;BHA浓度为80mg/L、体积1000mL,在峰值电压24kV,频率7500Hz,鼓气量30L/min条件下,添加0.3g BiOI催化剂与DBD等离子体耦合效果最好,相对于单一DBD体系,BHA降解率由78.8%提高到88.2%。降解机理分析可知,∙OH是BHA降解的重要活性物质,在等离子体催化作用下,BHA被氧化开环,转化为苯甲酸和乙醇酸等中间体,最终生成H_(2)O和CO_(3)^(2-)等。 展开更多
关键词 介质阻挡放电 等离子体 废水 降解 矿化率 催化剂
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高压脉冲放电降解废水中的盐酸四环素 被引量：3
2
作者 董冰岩 殷平平 +2 位作者 李贞栋 王佩祥 罗婷 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第7期129-136,共8页
为考察脉冲电压、脉冲频率、曝气量、溶液初始电导率等对盐酸四环素(TCH)去除率的影响,文章采用自制多针-板式放电反应器对难处理的TCH废水进行去除实验,并分析在放电过程中总有机碳的变化以及TCH分子的降解机理。实验结果显示:在脉冲电... 为考察脉冲电压、脉冲频率、曝气量、溶液初始电导率等对盐酸四环素(TCH)去除率的影响,文章采用自制多针-板式放电反应器对难处理的TCH废水进行去除实验,并分析在放电过程中总有机碳的变化以及TCH分子的降解机理。实验结果显示:在脉冲电压24 kV、脉冲频率60 Hz、电极间距7 mm、空气流量2.5 L/min、初始浓度100 mg/L、溶液初始电导率200μS/cm情况下,对TCH抗生素废水放电处理60 min后,去除率可达87.9%,矿化率为47.3%。在放电过程中,TCH去除率随着其初始浓度的增大而降低,随着脉冲电压的增大而上升,当放电频率、针板间距、空气流量以及电导率增大时,TCH抗生素废水的去除率先增大后减小。在放电过程中,羟基自由基对TCH的降解有着关键作用。研究表明高压脉冲放电等离子体技术是处理废水中盐酸四环素潜在的有效途径。 展开更多
关键词 环境 脉冲放电 废水 降解 矿化率
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高压脉冲放电降解直接耐晒翠蓝GL废水
3
作者 张芹 董冰岩 +2 位作者 李贞栋 王佩祥 李琼 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第11期1-6,19,共7页
采用自制高压脉冲放电等离子体反应器降解染料废水中的DB86(直接耐晒翠蓝GL),研究脉冲电压、电极间距、气体流量、初始质量浓度等参数对DB86降解效果的影响,并分析放电过程中质量浓度ρ_(TOC)、pH值的变化规律。结果表明:DB86质量浓度为... 采用自制高压脉冲放电等离子体反应器降解染料废水中的DB86(直接耐晒翠蓝GL),研究脉冲电压、电极间距、气体流量、初始质量浓度等参数对DB86降解效果的影响,并分析放电过程中质量浓度ρ_(TOC)、pH值的变化规律。结果表明:DB86质量浓度为100 mg/L时,在脉冲电压22 kV、脉冲频率50 Hz、放电间距8 mm、空气流量3.0 L/min、电导率200μS/cm条件下降解效果达到最好。动力学研究表明,高压脉冲放电降解DB86染料废水的过程符合伪一级反应动力学模型。通过对DB86分子降解机理分析,得出放电过程产生的活性物质导致染料废水降解,其中·OH起关键作用。并生成第3方酸性物质甲酸、乙酸等。整个放电过程中溶液的pH值呈下降趋势,溶液最终显酸性。 展开更多
关键词 脉冲放电 染料 DB86废水 降解 矿化率
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高压脉冲介质阻挡放电协同金属有机骨架材料催化剂去除氮氧化物的实验研究 被引量：4
4
作者 董冰岩 李贞栋 +2 位作者 宿雅威 罗婷 邹颖 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第13期2740-2748,共9页
采用高压脉冲介质阻挡放电(DBD)协同金属有机骨架材料,即复合MOF材料催化剂对在富氧条件下的NOx进行脱除实验,通过采用水热合成法进行制备复合MOF材料等一系列催化剂,并应用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)表征技术对复合MOF材料... 采用高压脉冲介质阻挡放电(DBD)协同金属有机骨架材料,即复合MOF材料催化剂对在富氧条件下的NOx进行脱除实验,通过采用水热合成法进行制备复合MOF材料等一系列催化剂,并应用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)表征技术对复合MOF材料进行表征分析,考察了在不同温度下MIL-100(Fe)和负载不同Ce含量的催化剂对NO转化率和NOx去除率的影响。结果显示:在放电电压为±12kV,频率为55Hz,氧气的体积分数为4%,气体流量为1L/min,NOx初始浓度为400mg/L,同时添加含量为0.08mol/L CeO_(2)/MIL-100(Fe)催化剂与介质阻挡放电等离子体协同去除NOx的效果最好,NO的转化率可达91.1%,且随着温度的增加,脱硝效果整体呈上升趋势。介质阻挡放电可以改变催化剂的晶形和结构,并且在掺杂一定量的Ce后MIL-100(Fe)催化剂表面更光滑,微孔增多,比表面积增大,被覆盖的不饱和金属配位点暴露出来,增加了反应所需的活性点位,促进了催化反应的有效进行,进一步加强了对NOx的脱除。 展开更多
关键词 介质阻挡放电 MOF催化剂 去除 NOx
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高压脉冲放电等离子体协同CTAB改性活性炭去除DB86
5
作者 谭艳雯 董冰岩 +2 位作者 王佩祥 李贞栋 李琼 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2023年第11期3965-3975,共11页
印染工业耗水多,同时产生大量色度深、成分复杂的染料废水,制约了相关行业的绿色环保和可持续发展.实验采用多针-板高压脉冲放电等离子体协同CTAB改性活性炭(CTAB-AC)处理直接耐晒翠蓝GL(Direct Blue 86,DB86)模拟废水.通过十六烷基三... 印染工业耗水多,同时产生大量色度深、成分复杂的染料废水,制约了相关行业的绿色环保和可持续发展.实验采用多针-板高压脉冲放电等离子体协同CTAB改性活性炭(CTAB-AC)处理直接耐晒翠蓝GL(Direct Blue 86,DB86)模拟废水.通过十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对活性炭改性,并利用SEM、BET表征手段对改性前后活性炭进行分析.考察了CTAB-AC中改性剂浓度、改性时间以及不同投加量对DB86去除效果的影响.结果显示:在溶液初始浓度C_(0)为100mg·L^(-1),频率f为50 Hz,电压U为22 kV,初始电导率σ为200μs·cm^(-1),电极间距为8 mm,溶液体积为150 mL,气体流量为3.0 L·min^(-1),同时添加0.2 g在CTAB浓度为5×10^(-4) mol·L^(-1)下改性24 h的CTAB-AC,放电40 min后,去除率高达99.65%.高压脉冲放电对吸附饱和的活性炭具有再生作用,并且经CTAB改性后的活性炭比表面积减小,表面粗糙度增加,凹陷空穴增多,活性位点激增,促进了催化反应,进一步加强了对DB86的去除. 展开更多
关键词 脉冲放电 等离子体 改性活性炭 直接耐晒翠蓝GL 去除率 环境
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高压针-板脉冲火花放电协同Ag改性的复合型催化材料处理盐酸盐四环素
6
作者 董冰岩 涂文娟 +2 位作者 李贞栋 王佩祥 罗婷 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期1230-1238,共9页
采用高压针-板脉冲火花放电协同负载型光催化剂Ag/BiVO4对盐酸盐四环素(TCH)抗生素模拟废水进行去除实验.通过溶胶-凝胶与掺杂法合成复合型Ag/BiVO4催化剂,用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及BET表征技术分析Ag/BiVO4催化剂的基... 采用高压针-板脉冲火花放电协同负载型光催化剂Ag/BiVO4对盐酸盐四环素(TCH)抗生素模拟废水进行去除实验.通过溶胶-凝胶与掺杂法合成复合型Ag/BiVO4催化剂,用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及BET表征技术分析Ag/BiVO4催化剂的基本特性,考察了不同Ag负载量的催化剂、不同投加量和不同反应体系pH值对TCH去除率的影响.结果显示,在放电电压为24 kV,频率为60 Hz,气体流量为2.5 L·min^(−1),电极间距为7 mm,溶液的初始浓度为100 mg·L-1,溶液电导率为200μs·cm−1,同时添加含量为0.1 g 1%Ag/BiVO4催化剂与脉冲放电等离子体协同去除TCH的效果最好,盐酸四环素的去除率可达到99.8%,矿化率最高为67.8%.高压脉冲放电可以改变催化剂的晶形和结构,并且在掺杂一定量的Ag后BiVO4催化剂表面变得更加密集,颗粒均匀,比表面积增大,活性位点增多,促进了催化反应,进一步加强了对TCH的去除. 展开更多
关键词 脉冲放电 催化剂 废水 降解 环境
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脉冲气液两相放电等离子体耦合Fe改性的TiO_(2)催化剂降解废水中的4-氯酚 被引量：2
7
作者 董冰岩 李贞栋 +3 位作者 王佩祥 罗婷 邹颖 涂文娟 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期6721-6728,共8页
为了提高酚类废水的降解效果,本文以4-氯酚为处理对象建立了多针-板式高压脉冲气液两相放电等离子体催化体系。实验制备了系列催化剂并进行了表征分析,考察了各因素对4-氯酚降解的影响,并分析了降解过程总有机碳(TOC)、中间产物及其浓... 为了提高酚类废水的降解效果,本文以4-氯酚为处理对象建立了多针-板式高压脉冲气液两相放电等离子体催化体系。实验制备了系列催化剂并进行了表征分析,考察了各因素对4-氯酚降解的影响,并分析了降解过程总有机碳(TOC)、中间产物及其浓度变化。结果表明,催化剂焙烧温度及投加量对降解率有很大影响;4-氯酚浓度为150mg/L时,在电极间距10mm、脉冲电压26kV、脉冲频率70Hz、曝气量4L/min条件下,添加0.05g焙烧温度为500℃的Fe-TiO_(2)催化剂与放电等离子体耦合降解效果最好。中间产物对苯酚、对苯醌、4-氯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,最后都趋于零。催化剂表征显示脉冲放电可以改变催化剂的晶形和结构,且掺杂Fe改性的Fe-TiO_(2)催化性能较好,能进一步提升4-氯酚的降解率。 展开更多
关键词 脉冲放电 废水 降解 矿化率 环境
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等离子体耦合Ce改性的复合型催化剂去除氮氧化物研究 被引量：1
8
作者 董冰岩 李贞栋 +3 位作者 谢寅寅 罗婷 张平 邹颖 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期2300-2308,共9页
为开发一种在大气污染物条件下可以复合催化氮氧化物的自制锯板脉冲放电反应器,同时为进一步制备高性能催化剂研究提供试验依据,采用脉冲放电耦合复合型催化剂对NO、进行去除试验。通过分步浸渍法制备一系列催化剂,研究脉冲放电耦合不... 为开发一种在大气污染物条件下可以复合催化氮氧化物的自制锯板脉冲放电反应器,同时为进一步制备高性能催化剂研究提供试验依据,采用脉冲放电耦合复合型催化剂对NO、进行去除试验。通过分步浸渍法制备一系列催化剂,研究脉冲放电耦合不同活性组分催化剂的脱硝效果,其中重点研究Fe掺杂及其不同掺杂量下制备的Fe/5A催化剂对NO转化率的影响。此外,进一步对Fe/5A催化剂掺杂适量Ce进行改性,进而制备复合型Ce-Fe/5A催化剂。通过XRD、SEM对催化剂进行相关性能表征。结果表明,Fe/5A催化剂活性在Cu/5A,Mn/5A,Cr/5A催化剂中最优,且当Fe掺杂的质量分数为8%时,单组分Fe/5A分子筛活性最好。掺杂一定量Ce后的Ce-Fe/5A催化剂表面更光滑,微孔增多,比表面积增大,被覆盖的不饱和金属配位点更易暴露以增加反应所需的活性点位,进而促进催化反应的有效进行,加强对NO_(x)的脱除。当Ce掺杂的质量分数为3%时,CeFe/5A催化剂对NO转化率效果最佳。由于脉冲放电可以改变催化剂的晶形和结构,因此Ce-Fe/5A催化剂耦合脉冲放电可以显著提高脱硝效率,其中添加还原性气体C_(2)H_(2)后效果更佳,且随着电压的增加,Ce-Fe/5A催化剂脱硝效果整体呈上升趋势。 展开更多
关键词 环境工程学 脉冲放电 催化剂 去除效率 氮氧化物
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