低溫等離子體協(xié)同活性炭纖維對水中羅丹明B的去除研究.pdf

1、近年來,印染行業(yè)快速發(fā)展,其產(chǎn)生的難生物降解、有毒有害的印染工業(yè)廢水是造成環(huán)境污染的主要來源之一,印染廢水中含有染料、漿料、助劑、油劑、酸堿、纖維雜質(zhì)、砂類物質(zhì)、無機鹽等多種物質(zhì),染料廢水是其中的重要組分,由于染料品種多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜,使得染料廢水處理難度較大。活性炭纖維是一種高效的吸附材料,用來處理染料廢水,具有良好的去除效果,但工業(yè)化應(yīng)用處理成本高。高級氧化技術(shù)是新型的廢水處理技術(shù),對難降解污染物具有普遍適用性和降解徹底性。介質(zhì)阻擋放電

2、等離子技術(shù)是高級氧化技術(shù)的一種,該技術(shù)具有處理效果好、氧化速率快等優(yōu)點,有廣闊的應(yīng)用前景。本文以羅丹明B為研究對象,采用介質(zhì)阻擋放電等離子體與活性炭纖維協(xié)同去除水中羅丹明B,并研究其協(xié)同去除機理。
　　首先,考察了溶液初始pH、鹽度、溫度及吸附時間對活性炭纖維去除羅丹明B效果的影響。實驗發(fā)現(xiàn)隨著pH的增加,羅丹明B的吸附量隨之降低,NaCl濃度對吸附量影響不大,Langmuir等溫線和假二階動力學(xué)模型更適合于描述活性炭纖維對羅丹明

3、B的吸附,該吸附是吸熱過程且可用內(nèi)擴散模型來描述。介質(zhì)阻擋放電等離子體的放電功率對活性炭纖維的改性效果影響最大,改性活性炭纖維吸附量的最大提升效果達到了20％,Langmuir等溫線和假二階動力學(xué)模型同樣更適用于改性活性炭纖維對羅丹明B的吸附,隨著pH和鹽度的增加,改性活性炭纖維的吸附量降低。
　　其次,考察了電源輸入功率、氣體通入量、羅丹明B的初始濃度及溶液初始pH對介質(zhì)阻擋放電等離子體反應(yīng)器去除羅丹明B效果的影響。實驗結(jié)果表明

4、,氣體通入量增加、溶液初始pH及溶液初始濃度降低都有利于羅丹明B降解率的提高。提高輸入功率可以增加羅丹明B的降解率,但較高的輸入功率反而會使降解率降低。放電過程中生產(chǎn)的?OH、O3和H2O2對羅丹明B的去除起著重要作用,添加自由基清除劑叔丁醇和異丙醇,降低了羅丹明B的去除率,隨著O3和H2O2的生成量增加,羅丹明B的去除率提高。采用液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(LC-MS)技術(shù)分析了介質(zhì)阻擋放電等離子體作用下羅丹明B降解過程中的中間產(chǎn)物,結(jié)果表明

5、羅丹明B分子上逐步脫除乙基,其共軛結(jié)構(gòu)被破壞可能是羅丹明B降解的主要方式。
　　最后,考察了不同初始pH、活性炭纖維投加量以及活性炭纖維重復(fù)使用次數(shù)對介質(zhì)阻擋放電等離子體協(xié)同活性炭纖維去除羅丹明B的影響,通過單獨的介質(zhì)阻擋放電等離子體去除效果和吸附去除效果對比,發(fā)現(xiàn)活性炭纖維在各初始pH下均有良好的協(xié)同效果,加大活性炭纖維的投加量對協(xié)同效果影響不大,活性炭纖維在協(xié)同處理中表現(xiàn)出較好的重復(fù)利用效果。通過對處理前后的活性炭纖維進行紅外