低溫等離子體技術在水溶液化學中的應用.pdf

1、輝光放電等離子體是一種可用于水體中有機污染物和染料處理的新型電化學方法。在電解過程中，當兩極間的電壓足夠高時，針狀陽極與溶液之間產(chǎn)生的輝光使周圍溶劑迅速汽化、分解成穩(wěn)定的蒸汽鞘，生成各種活性中間體，持續(xù)產(chǎn)生等離子體，其中某些高活性組分如H·、·OH、H2O2很容易擴散到電極附近的溶液中，從而為各種類型的溶液化學反應提供活性中間體源。一方面，可以用作高級氧化技術對某些廢水進行處理，另一方面，可以作為某些反應的引發(fā)劑，進行制備反應。儀器裝置

2、的設計和改進對反應效率效果有明顯的影響。本論文主要介紹低溫等離子體的產(chǎn)生方法及其在誘導化學反應方面的應用，全文共分五部分。 第一部分 綜述 綜述了氣體放電產(chǎn)生等離子體的主要方式以及它們的工作原理。闡述了它們的主要應用領域。介紹了接觸輝光放電等離子體的概念、化學反應機理及其應用領域的現(xiàn)狀和發(fā)展前景。 第二部分 輝光放電等離子體反應裝置的改進 輝光放電等離子體技術是處理廢水的一種很好的技術。對傳統(tǒng)的接

3、觸輝光放電等離子體誘發(fā)化學反應的反應裝置進行了改進。改進之后，簡化了實驗操作，提高了反應效率，擴大了裝置的水處理能力，延長了電極壽命，穩(wěn)定了輝光放電過程，達到了預期的目的。應用新裝置，設計了“等離子體飲用水凈化器”和“等離子體刷”，并與改進的新裝置一起申請了發(fā)明專利。 第三部分 多陽極裝置在處理含染料廢水中的應用 研究了多陽極裝置在降解含茜素紅染料廢水中的應用。考察了各種因素對降解效率的影響。用紫外光譜(UV)等檢測

4、手段跟蹤了降解過程，用原子力顯微鏡(AFM)、紅外光譜檢測了降解產(chǎn)物，考察了COD，吸光度，pH值等因素的變化。 研究結果表明，該裝置可以進一步提高輝光放電等離子體的處理能力，為該項技術邁向大量處理廢水的應用進行了初步探索。 第四部分 輝光放電等離子體在誘導合成聚合物方面的應用 輝光放電等離子體應用于水溶液中引發(fā)的聚合反應，即以輝光放電等離子體中的自由基為引發(fā)劑，以N，N—亞甲基雙丙烯酰胺為交聯(lián)劑，合成聚丙

5、烯酰胺—丙烯酸凝膠，在水溶液中，產(chǎn)率最高的聚合物中含丙烯酸單體50％，其聚合物吸水能力在500gH2O/g左右。經(jīng)比較后確認，本方法得到的聚合物的紅外光譜與傳統(tǒng)的化學方法合成的聚合物的紅外光譜相同。提供了一種引發(fā)聚合反應的新方法。 第五部分 輝光放電等離子體在處理含絡合物溶液中的應用 以硫氰酸鐵為例，初步探索了輝光放電等離子體在水溶液反應中的另一應用。用紫外光譜監(jiān)測反應的過程，考察了反應過程中的一些變化因素。結果表明