催化高壓脈沖放電降解苯酚的實驗研究.pdf

1、高壓脈沖放電水處理工藝是一種新型的高級氧化工藝，工作原理是在高壓放電過程中，通過高能電子對水分子的激發(fā)、電離和離解作用，產(chǎn)生羥基自由基、氧原子自由基、過氧化氫以及過氧化氫自由基等活性粒子，對溶液中的有機(jī)物進(jìn)行氧化，其最終氧化產(chǎn)物為CO2、H2O2和無機(jī)鹽，同時還可以有效的殺滅細(xì)菌和微生物。高壓脈沖放電具有處理范圍廣、氧化徹底、無二次污染等特點，但是也存在效率不高的問題。如何提高處理效率是該技術(shù)是否能夠廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵。本課題以苯酚為目標(biāo)污

2、染物，采用向高壓脈沖放電反應(yīng)器中投加化學(xué)物質(zhì)的方式來強化其降解苯酚的效果，考察了不同物質(zhì)及其投量對苯酚處理效果的影響。以此尋求高效、方便的催化劑，使得高壓脈沖放電反應(yīng)器的水處理效率大大提高。 實驗采用針-板電極對，反應(yīng)器有效容積為1.38L，加在電極兩端的電壓為30kV，水溶液pH值為6.4，苯酚濃度為10mg·L-1，處理時間為90min。所采用的催化劑包括：Fe2+、Fe3+、過氧化氫、粉末活性炭、Mn2+、新生態(tài)MnO2和

3、納米級TiO2。通過對比實驗發(fā)現(xiàn)：向反應(yīng)器中投加Fe2+可以顯著提高高壓脈沖放電反應(yīng)器對苯酚的降解效果。Fe2+投量為0.05mmol·L-1時催化效果最好，與單獨高壓脈沖放電進(jìn)行比較，可以使苯酚的去除率由15.45％提高到94.94％，去除率提高了5.25倍；其次是Fe3+，投量在0.061mmol·L-1時，苯酚的去除率提高到61.23％，去除率提高了3倍。這主要是因為Fe2+和Fe3+誘發(fā)放電過程中產(chǎn)生的H2O2發(fā)生芬頓和類芬頓反

4、應(yīng)生成OH·。另外，由于放電過程中紫外光解的作用投加0.1mmol·L-1過氧化氫，可以使苯酚的去除率提高到31.93％，提高了1倍；粉末活性炭的良好吸附性能也使它具有一定的催化作用，投量為5mg·L-1時可使苯酚的去除率提高到35.02％，去除率提高了1.3倍。而Mn2+、新生態(tài)MnO2和納米級TiO2都沒有明顯的催化作用。在不同的催化劑條件下，固定催化劑的投加量，變化苯酚的濃度，還得到隨著苯酚溶液濃度的增加，其去除率逐漸降低的結(jié)論。