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物理学院在低温等离子体饮用水净化方向取得新进展

2020-08-28  点击:[]

近日,物理学院高压放电等离子体研究团队在低温等离子体饮用水净化方向取得新进展,该项研究提出了脉冲气泡放电等离子体-吸附剂联用技术,高效去除自然水体中微量天然有机物,并以“Ultra-high synergetic intensity for humic acid removal by coupling bubble discharge with activated carbon”为题,发表在环境科学与生态学领域顶尖学术期刊Journal of Hazardous Materials(IF:9.038)上,本文第一作者为物理学院博士生周雄峰,王文春教授和杨德正副教授为本文的共同通讯作者。


自然水体中溶解有大量以腐植酸类物质为代表的天然有机物,是造成水源污染的重要因素;同时也是饮用水氯气消毒过程中,生成具有“致病、致癌、致畸”作用的三氯甲烷等消毒副产物的主要前体物。饮用水处理厂预处理去除腐植酸的主要方法是活性炭吸附,但是由于腐植酸分子量大,该方法存在吸附效率低、吸附时间长、需要二次处理等问题,导致了部分地区饮用水质量不高、存在异味及有害成分等问题。


物理学院高压放电等离子体研究团队长期致力于大气压低温等离子体源和应用技术研究,研究团队提出了脉冲激励气泡放电等离子体-活性炭联用技术高效去除水体中的腐植酸。该项技术中,高压脉冲放电过程中产生的高能电子e和•O、O3等氧化性物质能充分接触并改性活性炭,以产生较高的协同效率,从而增加其对腐植酸和O3、H2O2等活性粒子的吸附和降解;同时,该联用体系还能将O3、H2O2等活性粒子转化为高氧化还原电位的•OH (1.89-2.72 V),促进吸附在活性炭表面腐植酸的降解。该项技术中等离子体和活性炭在降解水体中有机物的协同效率高达651.52%,腐植酸去除效率接近100%,且活性炭表面吸附残留腐植酸量仅为4.52%。此外,还揭示了等离子体活化含活性炭水原位净化污染水源的能力。



该研究工作得到了国家重点研发计划(项目编号:2016YFC0207200)、国家自然科学基金(项目编号:51677019、51977023和11965018)和中央高校基础研究基金(项目编号:DUT18LK42)的资助。


论文链接:https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.123626



责任编辑:李想

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