高压脉冲放电TiO2处理染料废水：提升降解效率的新方法

"高效脉冲放电协同TiO2处理染料废水 (2014年) - 河北大学学报（自然科学版），第34卷，第3期" 这篇2014年的论文主要探讨了利用高压脉冲低温等离子技术结合TiO2催化剂处理染料废水的方法，特别是针对甲基橙这种模拟废水的去除效果。研究中使用了自主研发的高压灭弧旋转火花隙开关，这是一种用于产生高压脉冲放电的关键设备。通过调整不同的参数，如峰值电压、初始放电电容、溶液初始pH值以及TiO2的添加量，来观察它们对染料废水处理效果的影响。 实验结果表明，甲基橙的去除率随着峰值电压的增加而增加，这意味着更高的电压能更有效地激发等离子体中的化学反应，有助于污染物的分解。同时，初始放电电容的增大能提高能量效率，这可能是因为更大的电容可以存储更多的能量，并在放电过程中更稳定地释放，从而提高处理效率。此外，添加TiO2作为催化剂显著提升了甲基橙的降解效率，这是因为TiO2在等离子体环境中能催化生成大量的活性自由基，这些自由基能与染料分子发生氧化还原反应，从而将染料分解为无害的小分子。 在特定条件下，即电源电压为13kV，溶液pH值为2时，进行10分钟的通气处理，甲基橙的去除率可以达到96%以上。这个结果显示了该方法在染料废水处理上的高效性，尤其是在酸性环境下。值得注意的是，pH值的调控对反应过程有着重要影响，较低的pH值可能有利于某些化学反应的发生，提高降解效果。 这项研究提供了一种高效的染料废水处理技术，通过结合高压脉冲放电与TiO2催化剂，实现了对甲基橙等染料的高效去除。这种方法不仅有较高的去除率，还具有良好的能量效率，对环境友好，具有潜在的工业应用价值。在未来，这一技术可能被进一步优化并应用于各种染料废水的处理，以解决环境污染问题。