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液相高压放电等离子体降解技术涉及等离子体物理、等离子体化学、高温热解、光化学氧化、液电空化降解、超临界水氧化、臭氧化等多种水处理方法的综合效应,不产生二次污染,是一种对水资源污染严重的造纸、制药、印染等生物难降解有机废水较理想的和有潜力的水处理技术。将液电等离子体与催化剂协同作用,能利用高压放电的能量,使液电等离子体过程得到强化。以降解含2,4-二硝基苯酚废水为探针反应,研究液电等离子体及液电等离子体协同TiO2催化降解含酚废水过程。在单独使用液电等离子体降解2,4-DNP时,在16kV下反应30min,2,4-DNP基本被降解,反应10min降解70%,随着反应时间的增加,有混浊残渣出现。废水经过液电等离子体降解后,形成等离子体酸类物质,使其pH值降到3.30左右,电导率增加到300μS·cm-1。废水初始电导率增加会抑制液电等离子体放电过程;2,4-DNP初始浓度降低,降解速率增加;其初始pH值在4.00左右时,降解率最高;空气流速对2,4-DNP的影响不大,鼓入空气可提高气液传质,利于酚类降解。TiO2、WO3、SnO2、CdS、LaCoO3、Fe2O3、MnO2、Bi2WO6等八种半导体催化剂在液电等离子体条件下对2,4-DNP的降解不遵循光催化一般原理,其中TiO2协同液电等离子体催化降解2,4-DNP的效果最好。WO3附载到TiO2上未使其在液电等离子体中对2,4-DNP的催化降解效率增加。采用氨水为沉淀制备的TiO2的活性要比采用NaOH的好;在TiO2制备过程中,氯离子的存在能影响到催化的活性;采用673K温度焙烧的TiO2的活性要明显高于其它温度焙烧的催化剂。使用液电等离子体降解及液电等离子体协同TiO2催化降解2,4-二硝基苯酚的过程均符合一级反应,即-ln(c/c0)=kt+k0。降低2,4-DNP的浓度及提高放电电压,均可提高降解速率。催化剂TiO2的加入,能提高2,4-DNP的降解速率,在16kV,初始浓度为50mg·L-1,TiO2加量为0.15%时,降解速率最大,其催化效应增强因子为1.546。放电电压对2,4-DNP的影响大,在液电等离子体及液电等离子体协同TiO2的作用下,放电电压与反应速率常数的关系分别为k=9.11×10-3e0.15791U、k=21.38×10-3e0.13073U。TiO2的焙烧温度对其协同催化液电等离子体的催化活性有影响,最佳焙烧温度为673K,焙烧温度直接影响催化剂的晶相结构。通过一系列的表征数据说明,在液电等离子体中使用TiO2作为催化剂,不能套用光催化的一般理论。TiO2催化剂的表面羟基随着其焙烧温度的增加而减少,表面羟基的数量能直接影响到其催化活性。在低温焙烧时TiO2不能形成锐钛矿型,不能形成足够的晶格缺陷。