合肥研究院在低温等离子体水处理技术研究中取

  低温等离子体技术是一种高级氧化技术,可有效去除环境污染物,利用该技术进行污水处理成为当前研究热点之一。目前,低温等离子体在处理印染废水、医疗废水等方面显示出较好的应用前景。近年来,中国科学院合肥物质科学研究院技术生物与农业工程研究所研究员黄青课题组一直与企业联合开展低温等离子体有机废水处理技术研究,近期在低温等离子体降解含多氯酚类有机废水的研究方面取得新进展。

  多氯苯酚类化合物是生物杀虫剂、木材防腐剂、染料、除锈剂等产品的主要成分。该类化合物在环境中能长期稳定存在,并经食物链进入人体,其大量使用对人类健康造成严重威胁。美国环境保护局和国家环境保护总局已将多氯苯酚类化合物列入优先控制污染物名单。

  黄青课题组选用具有代表性的2,4-二氯苯酚为研究对象,对不同气氛条件下等离子体降解的途径和机理进行研究。研究发现,氩气等离子体对氯苯酚的降解速率显著高于氮气等离子体,而对化学需氧量(COD)的去除速率,氮气等离子体显著高于氩气等离子体。为探索其作用机制,研究人员对不同气体等离子体处理下溶液中生成的多种活性基团进行分析,并合理解释降解速率的差异。研究表明,羟基自由基在等离子体处理降解2,4-二氯苯酚中起主要作用,而氮气等离子处理过程中产生的氮自由基也参与了降解过程;等离子体导致2,4-二氯苯酚发生脱氯、羟化等反应生成中间产物,随着等离子体的持续作用,这些中间产物可被进一步氧化生成小分子产物。此外,研究人员还验证了等离子体降解产物的生态安全性。

  该工作不仅有助于理解等离子体去除水体典型有机污染物的机制,并为今后实际应用中有目的地提高等离子体去除污染物的效果提供了依据。相关工作已发表于环境领域专业期刊Chemosphere (doi: 10.1016/j.chemosphere.2018.04.052.)。

  上述工作得到国家自然科学基金、安徽省自然科学基金和企业联合研发项目的支持。



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