合肥研究院在低溫等離子體水處理技術研究中取得進展

2020-11-25 中國水網

低溫等離子體技術是一種高級氧化技術，可有效去除環境汙染物，利用該技術進行汙水處理成為當前研究熱點之一。目前，低溫等離子體在處理印染廢水、醫療廢水等方面顯示出較好的應用前景。近年來，中國科學院合肥物質科學研究院技術生物與農業工程研究所研究員黃青課題組一直與企業聯合開展低溫等離子體有機廢水處理技術研究，近期在低溫等離子體降解含多氯酚類有機廢水的研究方面取得新進展。

多氯苯酚類化合物是生物殺蟲劑、木材防腐劑、染料、除鏽劑等產品的主要成分。該類化合物在環境中能長期穩定存在，並經食物鏈進入人體，其大量使用對人類健康造成嚴重威脅。美國環境保護局和國家環境保護總局已將多氯苯酚類化合物列入優先控制汙染物名單。

黃青課題組選用具有代表性的2,4-二氯苯酚為研究對象，對不同氣氛條件下等離子體降解的途徑和機理進行研究。研究發現，氬氣等離子體對氯苯酚的降解速率顯著高於氮氣等離子體，而對化學需氧量(COD)的去除速率，氮氣等離子體顯著高於氬氣等離子體。為探索其作用機制，研究人員對不同氣體等離子體處理下溶液中生成的多種活性基團進行分析，併合理解釋降解速率的差異。研究表明，羥基自由基在等離子體處理降解2,4-二氯苯酚中起主要作用，而氮氣等離子處理過程中產生的氮自由基也參與了降解過程;等離子體導致2,4-二氯苯酚發生脫氯、羥化等反應生成中間產物，隨著等離子體的持續作用，這些中間產物可被進一步氧化生成小分子產物。此外，研究人員還驗證了等離子體降解產物的生態安全性。

該工作不僅有助於理解等離子體去除水體典型有機汙染物的機制，並為今後實際應用中有目的地提高等離子體去除汙染物的效果提供了依據。相關工作已發表於環境領域專業期刊Chemosphere (doi: 10.1016/j.chemosphere.2018.04.052.)。

上述工作得到國家自然科學基金、安徽省自然科學基金和企業聯合研發項目的支持。

編輯：趙凡

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