水降膜DBD等离子体去除水中磺胺甲恶唑的效能及机理

水降膜介质阻挡放电装置可以在气相高效生成反应活性物质,且大的气–液反应界面有利于反应活性物质的气–液传质,高效降解液相污染物。为此研究了单极性和双极性脉冲电源供电时水降膜装置的放电特性及磺胺甲恶唑(sulfamethoxazole,SMX)的降解效率,研究发现双极性脉冲供电时,水降膜装置放电强度及SMX降解率更高。同时,本文探究了双极性脉冲电压和频率、SMX初始质量浓度、pH值、液体流速和电导率对SMX降解的影响,分析了SMX的降解机理。结果表明:放电功率随放电电压和脉冲频率升高而增大,SMX降解率随之升高,当放电电压较低(24 kV)时,电压升高能提高SMX降解的能量效率,但提升放电频率会导致SMX降解能量效率的下降;液体循环流量和电导率对SMX的降解影响不大;放电功率为5 W,放电处理质量浓度为20 mg/L的200 mL溶液30 min,SMX降解率达到了80.2%,能量效率达到1.28 g/(kW·h);由于过臭氧化和SMX分子的质子化效应,碱性条件下SMX的降解率远高于酸性条件下的降解率。

DBD等离子体射流降解畜禽养殖废水中抗生素抗性基因

近年来,随着越来越多的抗生素抗性基因在水环境中被检出,对养殖业和医药行业产生了很大的影响,是一个亟待解决的环境问题。采用介质阻挡放电等离子体射流处理模拟畜禽养殖废水中的抗生素抗性基因,并分析介质阻挡放电等离子体产生的活性物质。结果表明,介质阻挡放电等离子体射流技术能有效去除废水中的抗生素抗性基因。

填充石英球对DBD等离子体转化NO的影响

放电等离子体辅助选择催化还原两段法脱除NOx是一项很有前景的氮氧化物治理技术。介质阻挡放电(DBD)是一种常见的等离子体产生方法,在DBD等离子体反应器中填入电介质小球可进一步增强放电。本文考察了有无石英填充球的DBD等离子体反应器对NO的转化和能量利用效率的影响,借助ANSOFT软件对DBD等离子体反应器内的电场进行了仿真分析。实验结果表明,在较低的放电电压下,填充石英球的DBD等离子体反应器虽然能耗略有提高,但在NO的转化和能量利用效率上都优于无填充情况,其原因归结为,填充石英球有利于反应器在更低电压下实现局部放电,同时促进反应器内的电场和气流在空间更均匀地分布,增加了反应气流与放电等离子体的接触机会。

受DBD等离子体控制的低速流动数值模拟方法研究

基于正离子、电子和氧负离子的三组分空气DBD等离子体动力学模型和流体动力学方程,利用有限体积方法处理控制方程空间项,采用双时间步方法模拟非定常过程,对DBD空气等离子体动力学模型方程和流体动力学方程松耦合求解,数值模拟了高压交流电源激励的低速空气等离子体流动过程。仔细研究了一个周期中真实时间步长对模拟DBD等离子体形成过程的影响,给出了等离子体的形成历程以及等离子体对低速翼型边界层流动的影响,结果在定性上是合理的。

液固DBD等离子体煤液化反应动力学分析

本文从DBD液固表面等离子体鞘层的研究出发,通过建立流体力学方程组来确定鞘层内的电子浓度,进而确定电子温度;借助碰撞理论和Boltzrnann方程,给出反应速率常数随电子温度变化曲线.该曲线与实验曲线相吻合,从而说明等离子体鞘层理论和速率常数作为分析DBD等离子体煤液化反应机理方法的可行性和合理性,为分析、预测反应进程和反应产物提供理论依据.

DBD等离子体合成类金刚石薄膜及其性能表征

利用一种新颖的高气压介质阻挡放电(DBD)等离子体下游区装置,以CH4、H2和Ar气体分别作为碳源与稀释气体,成功地进行了快速合成类金刚石薄膜的探索。实验分别研究了不同气体比例条件下类金刚石薄膜的生长情况,并对所合成的薄膜分别进行了水接触角、表面粗糙度、红外光谱和Raman光谱测试分析。结果表明,在放电等离子体下游区能够快速沉积特征峰明显的类金刚石薄膜,充分体现了高气压介质阻挡放电在材料合成方面的优势。

DBD等离子体枪聚合SiOx薄膜用于金属表面防腐性能研究

用高频介质阻挡放电(DBD)等离子体枪,以六甲基二硅氧烷为单体,在大气下于铸铁表面聚合S iOx薄膜。采用红外光谱(FTIR)分析了等离子体功率对聚合膜的结构和沉积速度等影响、SEM对试样表面进行观察。实验发现铸铁表面沉积S iOx薄膜呈现致密纳米棒状交联结构,并随着厚度的增加粒子间出现团聚现象。在0.5%NaC l溶液中的腐蚀实验表明,S iOx薄膜能显著的提高铸铁的防腐性能,而通过在5%NaC l溶液中进行的动电位极化特性曲线计算得到,铸铁的腐蚀速率为4.72E-3mm/a,约为纯铸铁的1/15。

翼型动态失速DBD等离子体流动控制的数值模拟研究

进行了翼型深度动态失速及基于DBD介质阻挡放电等离子体激励器的流动控制技术数值模拟研究。将激励器对流动空气的作用以彻体力源项形式加入N-S方程。通过数值求解此N-S方程,研究了DBD激励器对NACA0012翼型俯仰运动深度动态失速的控制作用;研究了DBD激励器工作方式对动态失速平均气动力、气动力迟滞曲线的影响,提出了控制效果较好的激励器工作方式。

高气压脉冲DBD等离子体合成胺基功能薄膜及其性能研究

采用高气压脉冲DBD等离子体,以丙烯胺(allylam ine)为聚合单体,氩气为辅助气体,合成胺基薄膜。利用接触角测定仪(WCA),傅立叶变换红外光谱(FTIR),原子力显微镜(AFM)对功能薄膜的结构、成分以及形貌进行测试表征。讨论了不同等离子体放电参数,如:气压、占空比、时间和功率对放电沉积薄膜的影响。结论是:高气压脉冲DBD等离子体放电能够有效地聚合含胺基的薄膜,气压、占空比、时间和功率对沉积薄膜有较大的影响。

制备类水滑石催化剂与DBD等离子体协同用于CH_4-CO_2重整反应

利用共沉淀法制备了不同Al/Ce比例的Ni-Mg-Al-Ce类水滑石催化剂,协同介质阻挡放电(DBD)等离子体用于甲烷-二氧化碳重整反应。同时,采用XRD,BET,XPS对催化剂进行表征和分析。实验结果表明:Ce的加入使催化剂中存在较多的Ce^(3+)与Ce^(4+),可形成更多的表面氧空位,有利于催化性能的提高。当Ce含量较高时,催化剂的比表面积更大,增加了原料气停留时间和等离子体中高能电子与原料气的碰撞机率。

基于改进的同轴DBD等离子体装置的柴油力学性质研究

为了不断提升柴油的性能,需要采用各种技术手段对其力学参数进行改进,从而得到定量化的优化方案。提出一种简便易行的利用等离子体技术改善油品力学性能的方法。基于自行开发的同轴介质阻挡放电(DBD)装置,采用较低击穿电压即可实现放电以产生大气压等离子体,然后运用该装置对循环流动的柴油进行处理。实验中测试不同的等离子体处理时间、输入电压和柴油流量对柴油力学性质的影响,主要包括黏度、表面张力和接触角。结果表明,等离子体技术对柴油的水下接触角影响最大,对其黏度和表面张力影响相对较小。在此基础上,采用量纲分析进一步验证了部分实验结果。

DBD等离子体及其优化对污泥破解和厌氧产甲烷的影响

采用介质阻挡放电(DBD)等离子体预处理剩余污泥,探究放电电压、频率、亚铁离子(Fe2+)投加量和极板构型等因素对污泥破解及厌氧产甲烷的影响。结果表明DBD放电等离子体可以有效强化剩余污泥水解,在板状高压构型,放电间隙为6 mm,放电电压为11 kV,放电频率为11 kHz、放电时间为24 min的条件下,剩余污泥的水解效果最佳,污泥上清液溶解性化学需氧量(SCOD)达到675.35 mg·L^-1,而通过在反应器中投加55 mg·L^-1的Fe2+和改变高压极板构型可以将污泥最佳水解效果分别提升23.29%和29.73%。最后,厌氧消化试验表明剩余污泥经DBD放电预处理后产甲烷潜势得到了提高,极板优化和亚铁优化2个预处理累计产甲烷量较原泥分别增长了54.95%和60.43%,日产甲烷量高峰分别提前了2 d和4 d,且均延长了污泥的高效率产气时间。

利用DBD等离子体处理技术制备Fe3O4/云南松磁性复合材料

采用空气介质阻挡放电(DBD)冷离子体处理云南松木材表面,然后浸泡在带有负电荷的Fe3O4纳米材料溶液中,研究了不同沉积次数对松木表面Fe3O4纳米材料沉积量的影响。采用扫描电镜和红外光谱测试了沉积5次的松木表面的形貌和化学成分变化,并测试其电磁屏蔽效果。结果表明:经空气DBD冷等离子体处理后的松木表面可以沉积Fe3O4纳米材料,松木表面Fe3O4纳米材料的沉积量与沉积次数有关,本研究中沉积5次,每次20 min,效果较好,沉积了Fe3O4纳米材料的松木具有明显的电磁屏蔽效果。

DBD等离子体作用下N掺杂缺陷二氧化钛材料的制备及其光催化性能研究

以氮气为氮源、氢气为放电气体,利用介质阻挡放电(DBD)等离子体成功制备了N掺杂缺陷二氧化钛材料,并通过TEM、XPS、EDS和FT-IR等表征方法对其进行分析。结果表明,改性后的二氧化钛在80 min内光催化降解亚甲基蓝溶液可达96%,光催化降解速率约为未经处理二氧化钛的3.5倍。经过4次重复使用后,光催化性能仍能达到80%。经过DBD等离子体处理后的二氧化钛材料形成了氧空位和N掺杂,氧空位能在导带下形成缺陷能级,N掺杂能够在价带上形成杂质能级,在两者协同作用下,禁带宽度从3.2 eV减小至2.88 eV,增强了可见光区域的吸收。同时,光生电子-空穴复合速率受到抑制,产生更多的羟基自由基,从而提高二氧化钛的光催化活性。

DBD等离子体技术在处理腈纶厂异味气体中的应用

中国石化齐鲁分公司腈纶厂溶剂回收装置放空气体中含二甲胺,厂界散发异味,采用双介质阻挡放电产生的低温等离子体处理技术后,二甲胺去除率达99.6%以上,烟囱尾气臭气浓度小于1000,厂界臭气浓度小于5,达到了国家环保排放标准要求,解决了企业厂界异味的问题。

DBD等离子体分解半胱氨酸和N-乙酰半胱氨酸

对介质阻挡放电等离子体作用下半胱氨酸和N-乙酰半胱氨酸的分解动力学进行了研究。结果表明,等离子体作用下二者的分解均遵循一级反应动力学规律。半胱氨酸和N-乙酰半胱氨酸在空气、氮气和氧气等离子体作用下的分解速率常数分别为4.33×10^(-5)和3.28×10^(-2)、1.49×10^(-5)和2.51×10^(-2)、6.02×10^(-5)和3.53×10^(-2)s^(-1)。空气等离子体作用下半胱氨酸和N-乙酰半胱氨酸的分解速率表现出p H依赖性,溶液p H对半胱氨酸的分解速率影响更大。

DBD等离子体技术及其在处理异味气体中的应用

在介绍DBD等离子体技术主要特征与工艺路线的基础上,结合某腈纶厂实际情况,对其异味气体处理中DBD等离子体技术的具体应用进行深入分析,为实际生产过程中的异味气体处理提供参考借鉴。

多电极圆柱型DBD等离子体发生器的仿真分析

针对多电极圆柱介质阻挡放电(Dielectric Barrier Discharge,DBD)等离子体发生器进行了仿真分析,主要对不同外加电压、放电长度、相邻外电极间距和电极宽度对电场强度的影响进行了研究。研究结果表明:随着外加电压的升高,石英玻璃表面的电场强度逐渐增大,越容易产生介质阻挡放电等离子体;放电长度为50 mm时石英玻璃表面的电场强度大于放电长度分别为10 mm、70 mm及30 mm的石英玻璃表面的电场强度;相邻外电极间距为10 mm时石英玻璃表面的电场强度大于相邻外电极间距分别为6 mm、4 mm及8 mm的石英玻璃表面的电场强度;电极宽度为5 mm时石英玻璃表面的电场强度大于电极宽度分别为8 mm、3 mm和10 mm的石英玻璃表面的电场强度。研究结果可为等离子体发生器的优化设计提供良好的理论基础。

DBD等离子体协同Mn-TiO_(2)/γ-Al_(2)O_(3)催化剂降解二甲苯

采用浸渍法制备Mn-Mn-TiO_(2)/γ-Al_(2)O_(3)催化剂,协同介质阻挡放电(DBD)等离子体降解二甲苯。探究了不同放电功率、初始质量浓度、气体流量下DBD等离子体对二甲苯的氧化性能;利用XRD和FT-IR对催化剂进行表征,以分析DBD等离子体放电前后催化剂的晶型与性能。结果表明:在放电功率为20 W,二甲苯进气浓度为38.62 mg/m^(3),进气流量为0.65 L/min条件下,协同Mn-Mn-TiO_(2)/γ-Al_(2)O_(3)催化剂后,二甲苯降解率达到75.8%,反应器的能效为0.1027 g/(kW·h),同时O_(3)浓度降低至36.94 mg/m^(3)。表征结果显示,DBD等离子体放电前后未改变催化剂晶型与性能。为进一步分析降解二甲苯过程中产生的中间产物,通过FT-IR、GC-MS及发射光谱法进行诊断,发现加入催化剂后中间产物的种类和数量减少、发射光谱强度增强、特征谱线的数量增多。研究结果可为DBD等离子体在降解二甲苯应用中的性能优化和催化剂的选择提供理论参考。

吸收-低温等离子体-吸附耦合脱除沥青烟气的性能研究

针对单一分离方法对沥青烟的脱除效果不佳的难题,提出了吸收-低温等离子体(DBD)-吸附耦合喷淋塔脱除方法。对DBD放电进行射流光谱分析;建立了实验装置,对某沥青烟气进行测试,分析各单元的脱除特性及关联,考察DBD放电电流及烟气量等条件对脱除性能的影响。结果表明:DBD放电区域内存在大量激发态的N_(2)分子和OH自由基,会与NO_(x)、SO_(2)和VOCs发生碰撞和反应,形成协同脱除效果。净化系统各单元的脱除效果由强到弱顺序为DBD、喷淋塔、活性炭箱;DBD在NO_(x)和SO_(2)的脱除过程中会产生副产物(NO_(2)、N_(2)O_(4)或SO_(3)等),且活性炭对其吸附量较小;对于VOCs,经过DBD后,产生的小分子等进一步被活性炭吸附脱除约19.56%。风量和DBD电流对VOCs的脱除率影响不大,但能明显调控对NO_(x)和SO_(2)脱除。系统对沥青烟气中的NO_(x)、SO_(2)和VOCs都有较好的处理效果,出口的尾气排放质量浓度均符合国家标准(GB16297—1996)所规定的污染物排放的浓度指标。