水下脉冲放电等离子体系统及其放电特性研究

• 作者: 李海华 王魁英 杨小丽 王志琛 张梦梦
• 来源期刊: 郑州大学学报（工学版）
• 学科: 化学
• 关键词: 液相等离子体放电 微孔陶瓷电极 脉冲电源 水处理 高级氧化
• 年，卷（期）: 2022,（3）
• 所属期刊栏目: 化工与材料工程|Chemical Engineering and Material Engineering
• 页码范围: 93-97,110
• 页数: 6页
• 分类号: O646.9
• 语种: 中文
• DOI: 10.13705/j.issn.1671-6833.2022.03.020

摘要

采用Ar/O2混合气体作为放电气体,脉冲电源作为驱动电源以提高放电效率,采用微孔陶瓷电极以提高放电生成的活性物质的传质效果.通过最低激发电压分析和光谱诊断·OH、H2 O2、O3等活性物质生成情况,分析不同放电条件下的靛蓝染料降解特性,系统研究了该水下放电系统的放电特性.实验结果表明:该装置最低可实现2.1 kV的低电压驱动水下大面积均匀放电,氧气占比对放电激发电压的影响最大;光谱分析结果未能诊断到·OH的特征光谱,但是显示有激发态的H、O等活性物质生成;增加频率和电压有利于·OH、H2 O2、O3等活性物质的生成及染料脱色效率的增加;增加气体流量有利于H2O2、O3的生成,但是不利于·OH的生成,整体上对染料脱色效率的影响不大;随着氧气占比增加,O3生成量增加,但是·OH、H2 O2及最终的染料脱色效率先增加后降低.综合考虑各因素及成本问题,系统最佳放电条件:气体流量Ar为160 mL/min、O2为40 mL/min、输出频率为2 kHz、脉冲电源电压为5 kV、脉宽为1μs,此条件下放电10 min后对靛蓝二磺酸钠的平均脱色率达到97.8％.