大連理工大學在低溫等離子體飲用水淨化方向取得新進展

近日，大連理工大學物理學院高壓放電等離子體研究團隊在低溫等離子體飲用水淨化方向取得新進展，該項研究提出了脈衝氣泡放電等離子體-吸附劑聯用技術，高效去除自然水體中微量天然有機物，並以「Ultra-high synergetic intensity for humic acid removal by coupling bubble discharge with activated carbon」為題，發表在環境科學與生態學領域頂尖學術期刊Journal of Hazardous Materials（IF：9.038）上，本文第一作者為物理學院博士生周雄峰，王文春教授和楊德正副教授為本文的共同通訊作者。

自然水體中溶解有大量以腐植酸類物質為代表的天然有機物，是造成水源汙染的重要因素；同時也是飲用水氯氣消毒過程中，生成具有「致病、致癌、致畸」作用的三氯甲烷等消毒副產物的主要前體物。飲用水處理廠預處理去除腐植酸的主要方法是活性炭吸附，但是由於腐植酸分子量大，該方法存在吸附效率低、吸附時間長、需要二次處理等問題，導致了部分地區飲用水質量不高、存在異味及有害成分等問題。

物理學院高壓放電等離子體研究團隊長期致力於大氣壓低溫等離子體源和應用技術研究，研究團隊提出了脈衝激勵氣泡放電等離子體-活性炭聯用技術高效去除水體中的腐植酸。該項技術中，高壓脈衝放電過程中產生的高能電子e和•O、O3等氧化性物質能充分接觸並改性活性炭，以產生較高的協同效率，從而增加其對腐植酸和O3、H2O2等活性粒子的吸附和降解；同時，該聯用體系還能將O3、H2O2等活性粒子轉化為高氧化還原電位的•OH (1.89-2.72 V)，促進吸附在活性炭表面腐植酸的降解。該項技術中等離子體和活性炭在降解水體中有機物的協同效率高達651.52%，腐植酸去除效率接近100%，且活性炭表面吸附殘留腐植酸量僅為4.52%。此外，還揭示了等離子體活化含活性炭水原位淨化汙染水源的能力。

該研究工作得到了國家重點研發計劃（項目編號：2016YFC0207200）、國家自然科學基金（項目編號：51677019、51977023和11965018）和中央高校基礎研究基金（項目編號：DUT18LK42）的資助。