本项目研究液电等离子体与催化剂的耦合效应及其在降解糖蜜酒精废水中的应用基础研究。通过引入一系列不同结构特征的多相催化剂,考察该催化剂在液电等离子体条件下催化糖蜜酒精废水的降解速度及能量效率,研究液电等离子体与多相催化剂的耦合效应及其对催化反应的影响。本项目计划采用紫外光谱扫描、X射线衍射、正电子湮没(快-快符合谱)分析、拉曼光谱分析、扫描电镜分析、比表面积测量等多种方法对催化剂进行表征。通过引入自由基清除剂和离子清除剂,并采用液相色谱-质谱联用仪研究等离子体下糖蜜酒精废水的降解机理,研究等离子体中活性基团对催化反应的贡献。通过关联催化反应及催化剂表征等多项实验,揭示等离子体条件下的多相催化反应规律、等离子体与催化剂协同作用机理,所以该项目具有重要的理论价值。该项目为难降解的糖蜜酒精废水提供一种高效的、无二次污染的新处理方法,对促进广西糖业发展具有重要的现实意义。
本课题研究了液电等离子体与催化耦合技术降解高浓有机废水的化学物理过程,考察了液电等离子体过程中光、电、超声波、臭氧等与催化剂的协同效应,分析了影响降解反应的相关因素,提出了动力学方程,进行了催化剂表征,得到了系列有意义的结果,为液电等离子体与催化氧化协同降解高浓有机废水新技术的应用奠定了良好基础。研究表明,在11.2kV,放电10min,甲基橙降解率达99%,COD降解率达87%。TiO2可强化这一过程,在16kV,二硝基苯酚浓度为50mgoL-1,TiO2用量为0.15%时,催化效应增强因子可为1.55;放电电压U与反应速率常数k的关系为k=0.0158U-0.0828。液电等离子体中的发光可促进废水的降解,MoO3光催化降解甲基橙的速率常数为10.31mg?L-1?min-1。液电等离子体中的超声波可促进废水的降解,Fenton试剂可强化这一超声降解过程。液电等离体中产生的臭氧可降解有机废水,SnO2强化了这一降解过程,使废水的降解率从43.04%提高到64.95%。在臭氧与紫外光共存时,Bi2O3-WO3可催化废水降解,反应2h,糖蜜酒精废水脱色率可达90.2%。