污水处理时微弧放电催化过程中多能场的协同效应

摘要

以Ti为阳极研究了微弧放电对污水的处理效果,发现放电条件下对甲基橙的脱色效果显著. 在H3PO4电解液(0.3 mol/L)中,峰值电压为550 V、脉冲频率为300 Hz、占空比为1/180、阳极电极面积为25 mm×50 mm条件下,60 min内甲基橙溶液(600 ml,20 mg/L)的脱色率可达94%. XRD结果显示,放电中Ti阳极上形成的陶瓷层为锐钛矿型TiO2. 光谱结果表明,电极表面微弧的波长为300～350 nm. 这说明该放电体系中存在光催化、电催化和类似超声的冲击波催化的反应条件. 以Ti阳极陶瓷层为催化剂进行的对照实验表明,单独进行光催化、电催化和声催化反应对甲基橙溶液的脱色效果不明显. 通过机理分析认为,Ti阳极上的微弧放电是以等离子体催化为主要作用方式,并在放电环境中形成多能场的协同作用,实现对有机物降解.