基于真空紫外线的先进氧化/还原过程中的分解及其与目标污染物的物理化学性质的关系
Taiyo Akuto1, Long Pan2, Taku Matsushita2
1Graduate School of Engineering, Hokkaido University, N13W8, Sapporo 060-8628, Japan.
真空紫外线 (VUV) 水处理增强了氧化或还原分解. 对抗臭氧化合物的治疗效率与分子轨道能量水平相关,指导最佳VUV过程选择.
科学领域:
- 环境科学 环境科学
- 水处理技术 水处理技术
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
背景情况:
- 真空紫外线 (VUV) 处理通过增强氧化或还原分解来提供多功能净化水.
- 增加臭氧 (O3) 促进氧化,而减少溶解氧 (DO) 则有利于减少.
- 确定对反抗性有机化合物的有效VUV治疗策略至关重要.
研究的目的:
- 评估单独使用VUV,VUV/O3和VUV/低DO处理对五种耐臭氧污染物的疗效.
- 为了将处理性能与分子轨道属性 (HOMO和LUMO能量水平) 相对应.
- 评估优化基于VUV的水处理以提高能源效率的潜力.
主要方法:
- 使用基于VUV的三种治疗方法:仅VUV,VUV/O3和VUV/低DO.
- 对五种特定的耐臭氧化合物进行测试:1,4-二氧化,环水素,酸盐,N-二甲基胺 (NDMA) 和二乙二 (DCAN).
- 治疗增强和最高占成分子轨道 (HOMO) 和最低不占用分子轨道 (LUMO) 能量水平之间的相关性分析.
主要成果:
- 氧化分解对具有高HOMO能量水平的化合物更有效.
- 对于低LUMO能量水平的化合物来说,还原性分解更有效.
- 优化的O3和DO度显著降低了甲和DCAN处理的能源消耗.
结论:
- 基于VUV的水处理的有效性可以通过分析污染物的HOMO和LUMO能量水平来预测.
- 这种方法可以为特定污染物选择最有效的VUV处理策略 (氧化或还原).
- 进一步优化O3和DO水平可以在VUV水处理过程中节省大量能源.
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