生产氢气的新方法——接触辉光等离子体电解制氢

氢能源被认为是21世纪的清洁二次能源。文章介绍了一种新的制氢技术———接触辉光等离子体电解制氢。接触辉光等离子体电解制氢的基础是辉光等离子体电解。文章分析了辉光等离子体电解的非法拉第特性,阐述了辉光等离子体电解的化学反应机理;对接触辉光等离子体电解制氢技术、矿物燃料制氢技术、常规电解制氢技术进行了比较;分析了发展接触辉光等离子体电解制氢技术存在的问题。

接触辉光放电等离子体对互隔交链孢的灭活机理及其动力学

互隔交链孢(Alternaria alternata)是一种引起梨、枸杞等黑霉病最主要的病原菌。本文研究了接触辉光放电等离子体(CGDP)对互隔交链孢的杀菌作用与机理。首先通过考察不同时间、电解质和电压条件对杀菌效率的影响,确定了最佳的杀菌工艺与条件。其次通过评估CGDP对互隔交链孢细胞膜完整性和孢子内核酸和蛋白质的渗漏量等的影响,研究了CGDP对互隔交链孢的杀菌机理,并构建了灭活动力学模型。结果表明,CGDP对互隔交链孢的杀菌效果显著。杀菌率随着电压的升高和处理时间的延长而增大;孢子内核酸和蛋白质的渗漏量随着处理时间的延长逐渐升高。碘化丙啶、二乙酸荧光素染色和扫描电镜结果表明,CGDP对互隔交链孢的杀菌作用是通过CGDP破坏其形状和细胞膜完整性实现的。孢子失活动力学符合Dose-response模型。研究结果为CGDP对互隔交链孢的杀菌机理提供了重要的理论基础。

接触辉光放电等离子体引发合成淀粉接枝丙烯酸超强吸水树脂

采用接触辉光放电等离子体代替常规化学引发剂引发聚合反应成功地合成了淀粉接枝丙烯酸超强吸水树脂,用傅立叶变换红外光谱(FTIR)、热重分析(TGA)和扫描电子显微镜(SEM)测试技术对该吸水性树脂进行了结构表征和性能测试。采用正交设计方法研究了影响接枝反应的5个因素,考察了放电时间和放电功率对接触辉光放电强度的影响。结果表明,控制放电功率为12.8 W,放电时间为12 m in,在单体和淀粉质量比为2∶1,交联剂占淀粉和单体总量的质量分数为0.6%,后聚合温度70℃,后聚合时间3 h以及中和度为85%时,所合成的吸水树脂接枝率为47%,对蒸馏水的吸液率为765 g/g,对0.9%氯化钠溶液的吸液率为81 g/g。

接触辉光放电等离子体诱导合成淀粉基超强吸水接枝共聚物

以丙烯腈为单体原料,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,采用接触辉光放电等离子体引发聚合反应,合成了超强吸水性淀粉基丙烯腈接枝聚合物,对该聚合物进行了傅立叶红外光谱表征和吸水性能研究.结果表明：当放电电压在450-550 V,放电时间为15 min,聚合温度为55℃,后聚合时间1 h,丙烯腈和淀粉质量比为2∶1,交联剂质量分数为0.6%时,所合成聚合物具有最大吸水率,此时接枝率和吸水率分别为51.23%和1198.49%.

接触辉光放电等离子体对紫花苜蓿种子萌发的促进作用及处理工艺

研究了接触辉光放电等离子体对于紫花苜蓿种子萌发的影响及其处理工艺。实验以紫花苜蓿种子为研究对象,首先探讨了在不同时间、电压及气体环境条件下接触辉光放电等离子体对于萌发的影响;然后在单因素实验的基础上,以种子萌发率以及活力指数为指标,采用响应面优化设计优化了处理种子工艺。结果表明:在处理时间30 min、电压540 V、气体环境为N2的条件下,种子萌发率达到最高为93%,叶片中光合色素含量以及光合作用强度显著提升,净光合速率增长98.4%。因此,辉光放电等离子体能够促进紫花苜蓿种子的萌发及生长、提高种子生理活性。研究结果为种子处理新技术的建立提供了理论依据。

接触辉光放电等离子体对Fusarium solani的杀菌作用机制及动力学模型研究

为研究接触辉光放电等离子体(CGDP)对茄病镰刀菌(Fusarium solani)的杀菌作用及机制,本试验以Fusarium solani为试材,考察CGDP处理过程中电压、处理时间、抗坏血酸浓度、孢子初始浓度等因素对杀菌效果的影响;并对Fusarium solani生长、孢子形态、细胞膜完整性及过程中所产生的活性粒子进行分析。通过Linear、Weibull和Log-Logistic 3种数学模型分析不同电压下CGDP杀菌动力学特性,以相关系数(R^(2))、精确因子(Af)、偏差因子(Bf)和均方根方差(RMSE)4个参数评价拟合效果。结果表明,CGDP对Fusarium solani孢子有着明显的杀菌效果;升高电压、延长处理时间、降低抗坏血酸浓度和孢子初始浓度均能有效抑制孢子生长,使杀菌效率提高(P<0.05);CGDP处理30 min,活性物质(·OH、H_(2)O_(2)、NO_(3)^(-))浓度分别增加至1.57 mg·L^(-1)、73.89 mmol·L^(-1)和12.72 mg·L^(-1),pH值由7.07降至4.66;孢内核酸和蛋白质的渗漏量以及PI染色和扫描电镜结果表明,CGDP对Fusarium solani的杀菌作用可能是通过破坏孢子形态和细胞膜完整性后被活性物质攻击而引起的;模型拟合结果表明,Weibull模型拟合度最高(R^(2)=0.9242),并且RMSE较小(0.6367),可以用于描述和预测CGDP对Fusarium solani的杀菌动力学特征。本研究结果为低温等离子体杀菌技术和杀菌机制研究提供了理论指导。

接触辉光放电等离子体对Actinomucor elegans的杀菌作用与机理研究

雅致放射毛霉(Actinomucor elegans)感染的毛霉病在人群中比较严重,如何杀灭Actinomucor elegans显得尤为重要。为了研究接触辉光放电等离子体(CGDP)对Actinomucor elegans的杀菌作用与机理,本文通过考察电压、时间、电解质对杀菌效率的影响,确定了杀菌条件。通过分析CGDP对菌落形态、孢子内容物泄漏和过氧化损伤的影响,探讨了CGDP对Actinomucor elegans的杀菌机理。结果表明:CGDP对Actinomucor elegans的杀菌效果显著,在560 V、15 min、Na_(2)SO_(4)溶液的条件下杀菌率(η)最高达90.71%;CGDP处理后菌落直径、孢子萌发率、菌丝生物量积累等明显减小;孢子内容物泄漏量、过氧化损伤程度等显著增大;孢子表面皱缩甚至破裂。初步确定,CGDP通过破坏细胞膜完整性使Actinomucor elegans失活。本文结果为CGDP在杀灭真菌领域的应用及机理研究提供了一定的参考依据。

接触辉光放电等离子体降解苯酚过程中的毒性变化

苯酚是工业废水中一种常见的高毒性难降解有机污染物,研究其降解过程中的毒性变化对废水处理和生态环境保护具有重要意义.本文以小球藻为受试生物,测定了接触辉光放电等离子体(CGDE)降解苯酚过程中的毒性变化.CGDE降解1.0 g/L苯酚90 min,降解率为16.0%,降解过程中EC50从179.5降低至128.9而后逐渐升高到413.3 mg/L,表明毒性先小幅增大后逐渐降低.加入30.0 mg/L Fe2+后,苯酚降解率增加了32.7%,降解过程中EC50从179.5升至260.9后降低至234.3 mg/L,毒性先降低后略有增大.结果表明:Fe2+有利于苯酚的快速降解,但90min内不能有效降低CGDE降解苯酚过程中的毒性.

接触辉光放电等离子体降解1-萘酚过程中的毒性变化研究

本文以大型蚤、斜生栅藻、发光细菌为受试生物,研究了接触辉光放电等离子体(CGDP)降解1-萘酚过程中的生物毒性变化.结果表明,1-萘酚对大型蚤、斜生栅藻、发光细菌的EC50分别为5.0、33.0、6.1 mg/L;CGDP降解10 mg/L1-萘酚75 min时降解率可达100%,且以Na Cl为电解质时比以Na2SO4为电解质时略快;降解液对3种受试生物的毒性均呈现先升高后降低的趋势,降解120 min后对受试生物不再有明显毒性作用.

Cl^-对接触辉光放电等离子体降解阳离子蓝的影响

本文研究了Cl-对接触辉光放电等离子体(CGDP)降解阳离子蓝(CB)的影响.结果表明:以5.2mS/cm Na2SO4为电解质时,放电电压为500V,放电90min,CB脱色率为77.92%;当NaCl浓度为0~1.4g/L时,降解率随NaCl浓度的增大而减小;当NaCl浓度高于1.4g/L时,降解率随NaCl浓度的增大而增大,NaCl浓度提高到2.4和3.2g/L时,放电90min,CB脱色率分别为91.12%和98.41%.实验同时考察了Cl-对降解CB过程中生物毒性的变化.3.2g/LNaCl为电解质时,放电90min,降解液对发光菌的抑制率从最初92.20%减小为10.68%,远低于电解质为Na2SO4时的抑制率(54.91%).由此可以看出,较高浓度Cl-不仅能有效加快CB的降解过程,同时也能明显降低CB在降解过程中的生物毒性.

阳极接触辉光放电等离子体降解水中溴乙酸研究

溴乙酸(BAs)是一类有毒、难降解有机污染物。阳极接触辉光放电法(ACGDE)是一种新型水处理技术,可以在溶液中生成氧化剂羟基自由基(·OH)和还原剂活性氢(·H)/水合电子(e_(aq)^(-))。实验结果表明,ACGDE可将三溴乙酸(TBA)等BAs高效去除,反应240 min后,TBA的去除率达96.67%,总脱溴率达92.21%。Fe^(2+)和有机物异丙醇的存在均有利于TBA的降解。溶液pH在3~13范围内对TBA的降解影响明显,pH=9时TBA降解最慢。BAs的降解过程符合一级反应动力学。BAs降解速率随着BAs溴原子数的增加而加快。引发BAs降解的主要活性物质是羟基自由基(·OH)、活性氢(·H)/水合电子(e_(aq)^(-))。

接触辉光放电等离子体处理有机砷废水

洛克沙砷(ROX)饲料添加剂在农业的普遍使用,导致大量的ROX进入自然水体,引起环境污染。为了修复含ROX废水,首次提出采用接触辉光放电等离子体(CGDP)氧化ROX,并考察了多种因素对ROX降解效果的影响。结果表明,ROX能被CGDP完全氧化降解,且As(V)是其最终降解产物;输入能量的增加利于ROX的氧化,而pH值对ROX的降解影响较小;在辉光放电最佳条件(输入能量58 W,pH 4.0)下,加入100μmol·L^(-1)ROX,42 min内降解率为97%,As(V)的生成量可达95μmol·L^(-1)。此外,加入一定量的Fe(II),因其可以通过利用CGDP原位产生的H_2O_2通过芬顿反应产生大量额外的·OH,而能显著地催化ROX转化为无机砷。通过自由基捕获实验,证明了·OH在ROX降解中起主要作用并探索了其氧化降解机理。

接触辉光放电等离子体降解水溶液中4-氯苯酚

为深入了解接触辉光放电等离子体降解水中有机污染物的机理,用高效液相色谱法检测了4-氯苯酚的降解中间产物,用光度法检测了溶液中生成的过氧化氢.结果表明:在4-氯苯酚降解的同时溶液中有大量过氧化氢产生,4-氯苯酚的降解速率和过氧化氢的生成速率随着电流的升高而加快;4-氯苯酚的去除率和过氧化氢的生成速率随着4-氯苯酚初始质量浓度的升高而降低,但4-氯苯酚的绝对去除量随着4-氯苯酚初始质量浓度的升高而增加.铁盐对4-氯苯酚的去除有明显的催化作用,铁离子的催化效果优于亚铁离子.无催化剂时4-氯苯酚的降解中间产物主要为羟基化苯酚;在铁盐存在下主要的中间产物为对4-氯儿茶酚、对苯醌和对苯二酚.