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介质阻挡放电结合TiO2/活性碳纤维降解咖啡因
  • ISSN号:1673-9108
  • 期刊名称:《环境工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:X703[环境科学与工程—环境工程]
  • 作者机构:f合肥工业大学土木与水利工程学院,安徽合肥230009
  • 相关基金:基金项目:国家水污染控制重大专项(2012ZX07103-001-003);国家自然科学基金(51208163).
中文摘要:

实验研究了在大气压力和室温条件下,利用介质阻挡放电(DBD)等离子体技术结合二氧化钛/活性碳纤维催化剂(Ti O2/ACFs)去除水溶液中的咖啡因。采用溶胶-凝胶法制备得到了Ti O2/ACFs复合催化剂,扫描电镜(SEM)表征显示,二氧化钛在活性碳纤维表面均匀分布。研究表明,当咖啡因的初始浓度为10 mg L-1时,相比较与单独DBD等离子体系,在输入功率40-90 W的范围内,复合催化剂的加入使咖啡因的的去除率提高了12-34%,能量效率提高0.06-0.11 g·k W-1·h-1,矿化率提高7-14%。自由基淬灭实验证明氧气和羟基自由基在咖啡因的降解过程中起到主要作用。产物分析表明咖啡因在等离子体协同Ti O2/活性炭纤维复合体系下的降解途径主要为嘌呤环上的羟基化和开环反应。

英文摘要:

The removal of caffeine in aqueous solution by dielectric barrier discharge (DBD) plasma combined with titanium dioxide/activated carbon fibers (TiO2/ACFs) was investigated at atmospheric pressure and room temperature. The TiOJACFs was prepared by sol-gel method and characterized by SEM. The results indicated that TiO2 was crystallized on the surface of ACFs. The removal efficiency of caffeine was improved 12-34% by putting the TiO2/ACFs catalysts compared with sole DBD system in the of input power of 40-90 W with caffeine initial concentration of 10 mg L-1. The energy efficiency was also increased 0.06-0.11 g-kW- 1 "h-l. Meanwhile, the mineralization efficiency of TCC was improved by 7-14 % by combining the TiO2/ACFs catalysts in DBD plasma. Oxygen and hydroxyl radical ('OH) played a more important role during the treatment process. The major degradation pathway of caffeine was the open-ring reaction and hydroxylation in the pyrimidine ring of caffeine.

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期刊信息
  • 《环境工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院生态环境研究中心
  • 主编:曲久辉
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  • 邮编:100017
  • 邮箱:
  • 电话:010-62941074
  • 国际标准刊号:ISSN:1673-9108
  • 国内统一刊号:ISSN:11-5591/X
  • 邮发代号:82-448
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘
  • 被引量:20083