用于处理染料与新兴污染物的低功率非热等离子体射流运行参数的开发与优化
等离子体物理
2022-12-27 v1
摘要
新兴污染物（ECs）已成为最新一类环境污染物，其本质极具抗降解性与毒性。目前尚无针对 ECs 的合适修复方法，致使其浓度持续上升。非热等离子体作为一种高级氧化工艺，正成为应对 ECs 处理的一项有前景的技术。本工作开展了详尽的实验研究，以评估非热等离子体射流对罗丹明 B 与亚甲基蓝两种染料作为模型污染物的效能。该等离子体射流在 6.5 kV 外加电压下于 30 分钟内实现染料完全脱色。具有最高氧化电位的 .OH 是主要活性物种，其直接作用于污染物，也通过转化为 H2O2 与 O3 间接起作用。此外，还考察了样品 pH、外加电压（4.5-6.5 kV）、电导率（5-20 mScm-1）与样品距离等关键运行参数对等离子体处理效能的影响。在所有评估参数中，外加电压与样品电导率被发现是最显著的运行参数。高电压与低电导率有利于染料脱色，而 pH 影响并不显著。为理解等离子体放电气体对处理效能的影响，所有实验均在固定几何构型下使用氩气与氦气进行。两种气体提供了相似的染料脱色效率。该 DBD 等离子体系统在完全去除染料的同时，对 Rd. B 实现了 73% 的最大矿化率，对 Met. Blue 为 60%。最后，还测试了该系统对实际 ECs（四种药物化合物，即二甲双胍、阿替洛尔、对乙酰氨基酚与雷尼替丁）及微生物污染物（大肠杆菌）的效能。
引用
@article{arxiv.2212.13073,
title = {Development and optimization of low power non-thermal plasma jet operational parameters for treating dyes and emerging contaminants},
author = {Deepchandra Joshi and G. Veda Prakash Shaikh Ziauddin Ahammad and Satyananda Kar and T R Sreekrishnan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2212.13073},
year = {2022}
}
备注
23 pages, 7 figures