【摘要】：當(dāng)放電等離子體和液體相互作用過程發(fā)生于大氣環(huán)境中時(shí),由于氮?dú)?N2)、氧氣(O2)以及水(H2O)的存在,在等離子體和液體界面處會(huì)發(fā)生一系列復(fù)雜的物理和化學(xué)過程,生成大量的活性氧化物和氮化物(Reactive oxygen and nitrogenspecies,RONS)。而正是這些物理化學(xué)過程和其生成的RONS,使得等離子體和液體相互作用系統(tǒng)可以應(yīng)用到很多領(lǐng)域,污水處理即其眾多應(yīng)用之一。本篇論文主要對(duì)反應(yīng)中產(chǎn)生的主要活性物質(zhì)及其在有機(jī)物分解中的作用進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究。利用導(dǎo)數(shù)光譜法,本文對(duì)等離子體和液體相互作用過程中,溶液中生成的雙氧水(H2O2)、硝酸根離子(NO3-)和亞硝酸根離子(NO2-)的量進(jìn)行了簡(jiǎn)單快速地實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,溶液的pH值在H2O2、NO2-和NO3-的生成和轉(zhuǎn)換中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。文章也考察了系統(tǒng)中影響H2O2產(chǎn)量的因素。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)H2O2的生成量在很大程度上依賴于在等離子體和液體交界面處發(fā)生的濺射、水合離子的場(chǎng)致發(fā)射以及水溶液的蒸發(fā)等過程。因?yàn)榉磻?yīng)在大氣環(huán)境中進(jìn)行,溶液中生成的硝酸(HNO3)和亞硝酸(HNO2)會(huì)導(dǎo)致溶液的pH值不斷下降。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)溶液pH值的控制,碳酸氫鈉(NaHCO3)被用作酸堿緩沖液來調(diào)節(jié)溶液的pH變化。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),等離子體的放電極性及溶液溫度對(duì)NaHCO3的緩沖效果具有很大的影響。為了研究等離子體在污水處理中的應(yīng)用,本文考察了等離子體處理甲基橙(MO)溶液模擬的有機(jī)廢水。結(jié)果表明等離子體作用于液體時(shí)產(chǎn)生的短壽命物質(zhì)氫氧根自由基(OH)在MO的分解中發(fā)揮了主導(dǎo)作用,而產(chǎn)生的長(zhǎng)壽命物質(zhì)如H202等,不能直接分解溶液中的MO。但是,當(dāng)溶液處于低pH值的酸性環(huán)境時(shí),N02-和H202會(huì)發(fā)生一系列的反應(yīng)生成高反應(yīng)活性的過氧亞硝酸(ONOO-)和亞硝摀離子(NO+),從而加速M(fèi)O的分解。當(dāng)溶液中存在二價(jià)鐵離子(Fe2+)時(shí),Fe2+會(huì)和溶液中生成的H2O2發(fā)生芬頓反應(yīng)生成OH,加速M(fèi)O的分解。
【圖文】：

第二章等離子體作用于液體的基本性質(zhì)和特點(diǎn)逡逑２．１等離子體和液體相互作用系統(tǒng)的分類逡逑如圖２－１所示等離子體和液體相互作用系統(tǒng)大致可以分為三種類型：逡逑（１）

結(jié)果，向陽極運(yùn)動(dòng)的電子越來越多，像雪崩一樣增長(zhǎng)。電子雪崩理論適用逡逑于電子沿電場(chǎng)的定向運(yùn)動(dòng)占優(yōu)勢(shì)、熱運(yùn)動(dòng)占次要地位的情況。在湯生放電理論逡逑中共提出了三種電離過程，分別用三個(gè)電離系數(shù)描述。如圖２－２邋（ａ）所示為湯逡逑生放電理論中三種電離系數(shù)的作用原理。湯生第一電離系數(shù)ｃｔ描述的是電子在逡逑運(yùn)動(dòng)過程中與氣體原子發(fā)生碰撞電離產(chǎn)生電子離子對(duì)的情況，大小為每個(gè)電子逡逑在沿電場(chǎng)反方向運(yùn)動(dòng)１邋ｃｍ距離的過程中，與氣體原子發(fā)生碰撞電離產(chǎn)生的電子逡逑－離子對(duì)的數(shù)目，即氣體中的電子碰撞電離過程；湯生第二電離系數(shù)Ｐ描述的是逡逑６邋＊逡逑
【學(xué)位授予單位】：廈門大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：O539

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本文編號(hào)：2703738