1、強電場產(chǎn)生羥基自由基及其應用強電場產(chǎn)生羥基自由基及其應用黃宇黃宇S14090241.1.強電場放電流注理論強電場放電流注理論 以陰極附近的偶然電子作為種子，在外部電場E0的作用下不斷產(chǎn)生電離，倍增由此形成的電子崩向陽極一側(cè)推進一旦電子崩的前端接觸到陽極,電子就會被吸收而只剩下離子。 當這些正空間電荷產(chǎn)生的電場Er。增大到與外部電場E相當時(ErE0)就會出現(xiàn)許多以光電離生成的電子為種子的小電子崩。 這些電子崩頭部中的電子被吸收到正離子群中,從而形成等離子體。 等離子體頭部的電場較強生成許多小電子崩,與此同時,等離子體區(qū)域也不斷向陰極伸展一根細等離子體柱(流注)貫通陽極和陰極,產(chǎn)生了放電電流在電

2、極間的流動,大量等離子體流注的同時產(chǎn)生便形成了強電離放電。2 2、強弱電場電離的區(qū)分、強弱電場電離的區(qū)分 現(xiàn)有的產(chǎn)生非平衡等離子體的常壓( 0.1Mpa)電離放電方式有直流高電壓電暈放電、脈沖高電壓電暈放電和介質(zhì)阻擋放電三種,均屬于弱電離放電。2.12.1強電場電離的主要參數(shù)強電場電離的主要參數(shù)強弱電離放電區(qū)是以ne/n為10-4、ne為1015/cm3、Te為10ev作為劃分參 數(shù)通常用折合電場強度E/n(單位為Td ,E為放電電場強度,n為氣體濃度,Td=1017vcm2)來表征其電離強度、電子從電場中取得能量大小。3 3、強電場電離放電產(chǎn)生、強電場電離放電產(chǎn)生OHOH過程與機理過程與機理

3、3.1 O3.1 O2 2離解、電離生成輕基自由基的等離子體反應過程離解、電離生成輕基自由基的等離子體反應過程在強電離放電中,放電電場中被加速的電子具有的平均能量大于10eV,當電子能量達到12.5eV后,與O2分子反應產(chǎn)生OH的等離子體反應過程如下:O2分子發(fā)生電離、離解電離反應： O2+eO2+2e O2+e O+O+2e在電場的作用下,O2+與H2O分子形成水合離子O2+(H2O)其反應式為： O2+H2O+M O2+(H2O)+M產(chǎn)生羥基自由基的主要途徑是水合離子分解，其反應式如下： O2+(H2O)+ H2O H3O+O2+OHO2+(H2O)+H2O H3O+(OH)+O2 H3O

4、+(OH)+H2O H3O+H2O+OH 采用強電場電離O2方法產(chǎn)生OH自由基時,每加入100eV的能量時,它最終能產(chǎn)生2.46左右個OH自由基.3.2H2O離解、離解、電電離生成離生成輕輕基自由基的等離子體反基自由基的等離子體反應過應過程程當強電場中電子的平均能量達到12.5eV時等產(chǎn)生OH自由基的過程如下：2H2O+e H2O+H2O*+2e激發(fā)態(tài)H2O,分子發(fā)生離解反應:H2O* H +OHH2O+發(fā)生如下離解電離反應:H2O+H2O H3O+OHH2O+ H+OH在強電場中,H2O分子也發(fā)生如下附著反應:e+H2O e-aq強電場激發(fā)、電離H2O分子時,每注入100eV的能量時,將產(chǎn)生

5、2.80左右個OH自由基和2.75左右e-aq4 4、強電場產(chǎn)生羥基自由基的應用、強電場產(chǎn)生羥基自由基的應用4.14.1強電場電離脫硫?qū)嶒瀼婋妶鲭婋x脫硫?qū)嶒灧謩e考察激勵電壓、含水率、含氧量、反應時間、分別考察激勵電壓、含水率、含氧量、反應時間、H H2 2O O與與O O2 2比值對脫硫率影響比值對脫硫率影響1.激勵電壓（SO2的原始濃度為80010-6(v/v),含氧量為20.8% (v/v)）2.含水率（SO2的原始濃度為80010-6(v/v),含氧量為20.8% (v/v)，激勵電壓2.4KV3.含氧量（SO2的原始濃度為100010-6(v/v),含水率為3.6% (v/v)， 激勵

6、電壓2.4KV) 4.反應時間（SO2的原始濃度為100010-6(v/v),含氧量為20.8% (v/v)， 激勵電壓2.4KV）1.5t1.5th h高藻飲用水羥基自由基應急處理試驗高藻飲用水羥基自由基應急處理試驗 考察了羥基比值濃度和初始藻濃度對銅綠微囊藻降解率的影響，為今后羥基等自由基應急處理飲用水中銅綠微囊藻提供依據(jù)。 （1) 實驗前，加入培養(yǎng)好的銅綠微囊藻，使自來水中銅綠微囊藻數(shù)量達到104個/ml數(shù)量級以上。 （2）分別在處理Omin，0.5min，lmin，1.5min，3min，5min，7min，l0min，13min，15min，20min的時候在取樣口取樣測量藻液的光密

7、度、葉綠素a，計算滅藻率。 由于羥基溶液具有強烈的氧化脫色作用，只是銅綠微囊藻光合色素脫色，無法繼續(xù)進行光和作用，即使在適宜生長的環(huán)境也會很快的死去。葉綠素a易受羥基攻擊，這是因為它是由單、雙鍵交替不飽和結(jié)構(gòu)組成，羥基能使其發(fā)生氧化、斷裂、變構(gòu)和分解等生化反應。 參考文獻：參考文獻：1胡常偉,李賢均.綠色化學原理和應用M.北京:中國石化出版社,2002.2葉向群.綠色設計與綠色化學設計J.環(huán)境污染與防,2002.6,24(3):190- 191.3馬振國.等離子體工業(yè)的崛起與發(fā)展J,科技導報(北京),1995,(2):14-17.4自希堯,張芝濤,白敏冬.高氣壓強電離放電等離子體學科的形成及應

8、用展 望J.自然雜志,2000,22(3):156-161.5白希堯,白敏冬,周曉見.輕基藥劑治理赤潮研究J.自然雜志,2002,24(1):26-33.6自敏冬,張芝濤,白希堯等.輕基游離基殺死壓載水中微生物研究J.海洋與湖沼,2003,23(5):484-490.7肖文德,吳志泉編著.二氧化硫脫除與回收M.北京:化學T業(yè)出版社,20018朱愛民,張秀玲,宮為民,代斌,脈沖電暈等離子體作用下甲烷偶聯(lián)反應的研究.反應添加氣的影響,應用化學,1999,16(4):70-73.9毛本將,王保健,姜一鳴等,等離子體煙氣脫硫脫硝工業(yè)試驗裝置,電力環(huán)境保護,2000,16(3):5-7. 10白希堯,張芝濤,白敏藥,氣體放電非平衡等離子體化學脫硫脫硝理論基礎 研究,工業(yè)安全與防塵,2000,9:14-17.11白希堯,張芝濤,白敏冬等,高氣壓強電離放電等離子體學科的形成及應用展望,自然雜志,2000,22(3):156-160.12張芝濤,鮮于澤,白敏冬等,強電離放電研究,東北大學學報2002,23(5):507一510.13朱曉峰,高洪輝,白敏冬等,電參數(shù)對強電離放電煙氣脫硫效率的影響J軍械工程學院