接触辉光放电等离子体氧化与还原能力协同降解氯化有机物机理研究

Oxidants such as Hydroxyl radical (OH) and hydroperoxide (H2O2) are generated by the anodic contact glow discharge plasma (CGDP) in aqueous soltuion,while reductants such as electron (e-) are generated by the cathode of CGDP. CGDP has been employed to treat choro-organic waste water as one of the most promising technologies in advanced oxidation processes. These studies were basing on the oxidation ability of CGDP, while the utilization of　the reduction ability of cathode in CGDP has not been investigated. Considering chloro-organic compounds could be oxidized and reduced, in this work the oxidative and reductive degradation of chloro-organic compounds by CGDP would be investigated focusing on the intermediates,kinetics and mechanism. The relationship of oxidation and reduction in the oxidative and reductive degradation of chloro-organic compounds by CGDP would also be investigated. In order to obtain more information of the reaction, the effects of cathode material and pH on degradtion of chloro-organic compounds would be studied too. This work aims at understanding the oxidative and reductive degradation of chloro-organic compounds by CGDP as well as the effectors in order to improve the energy efficiency of CGDP for the treatment of chloro-organic compounds.

接触辉光放电等离子体（CGDP）的阳极等离子体在水中可以生成羟基自由基(OH)、过氧化氢(H2O2)等氧化剂，阴极可以生成电子(e-)等还原剂。CGDP被当作一种高级氧化技术应用于处理氯化有机物废水的研究。这是利用了CGDP阳极等离子体的氧化能力，然而关于CGDP阴极还原能力对氯化有机物降解的影响还没有研究。项目针对氯化有机物既可以被氧化降解，又可以被还原这一情况，提出利用CGDP的阳极氧化能力和阴极还原能力协同降解氯化有机物。将研究在CGDP的氧化和还原能力协同作用下氯化有机物的降解产物、机理和动力学等问题；氧化能力和还原能力对氯化有机物在协同降解过程中的动力学贡献及它们之间的相互联系；阴极材及其改性、pH值等因素对CGDP的氧化能力与还原能力协同降解氯化有机物的影响。研究结果对深入了解氯化有机物在氧化还原协同作用下的降解行为、提高CGDP的能量利用效率都具有一定的理论意义和应用价值

氯化有机物通过工业、农业生产、饮用水消毒等途径排放到水体中。氯化有机物在水体中的不断积累引发了各类环境问题。高效处理氯化有机物废水给环保工作者带来了新挑战。接触辉光放电等离子体（CGDP）是一种新型高级氧化技术。CGDP的阳极等离子体在水中可以生成羟基自由基(•OH)、过氧化氢(H2O2)等氧化剂，阴极可以生成电子(e-)等还原剂。CGDP技术应用于处理氯化有机物废水的研究,是利用了CGDP阳极等离子体的氧化能力。为了提高CGDP的能量利用效率，项目针对氯化有机物既可以被氧化降解，又可以被还原这一情况，提出利用CGDP的阳极氧化能力和阴极还原能力协同降解氯化有机物。主要研究内容包括CGDP单独氧化氯化有机物反应产物、机理、动力学、影响因素；CGDP单独还原氯化有机物反应产物、机理、动力学、影响因素；CGDP的氧化和还原能力协同作用下氯化有机物的降解产物、机理和动力学等问题，及其影响因素：钯负载量、电解质等对氧化还原协同降解反应的影响。研究结果表明CGDP的氧化和还原能力协同作用可以提高CGDP降解氯化有机物的效率；得出了氧化能力和还原能力在协同降解氯化有机物过程中的动力学贡献及它们之间的相互联系；得出了阴极材及其改性、pH值等因素对CGDP的氧化能力与还原能力协同降解氯化有机物的影响情况。该项目的意义在于：本研究工作证实了CGDP的氧化和还原能力协同作用可以明显提高CGDP降解氯化有机物的效率，这对提高CGDP在处理氯化有机物废水过程中的能量利用效率提供了理论依据。