使用CeO₂的有机染料的非热等离子体驱动降解,由超临界抗溶剂沉制备

科学领域:

• 环境科学 环境科学
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 化学工程是化学工程的重要组成部分.

背景情况:

• 非热等离子体 (NTP) 提供无试剂的染料去除,但需要优化操作条件和等离子体-催化剂相互作用.
• (CeO2) 是等离子体辅助染料降解的潜在催化剂,其特性受制备方法的影响.

研究的目的:

• 优化一个同轴倒膜介电屏障放电 (DBD) 反应器用于有机染料降解,使用 (CeO2) 作为催化剂.
• 为了研究通过超临界抗溶剂 (SAS) 微化为等离子体辅助染料脱色制备的CeO2的有效性,并将其与非微化CeO2.2进行比较.

主要方法:

• 优化NTP参数,包括氧气供应,电压,气体流速和初始染料度.
• 使用SAS微化制备和表征CeO2纳米颗粒,并与非微化CeO2进行比较.
• 使用仅用等离子体和等离子体CeO2系统,对阳离子 (酸黄色36) 和阴离子 (水晶紫色,甲蓝色) 染料进行降解研究.
• 使用拾尸体测试识别主导反应性物种.
• 对二元染料混合物的性能评估.

主要成果:

• 优化的等离子条件 (12 kV,0.2 NL·min-1,20 mg·L-1染料) 实现了最快的脱色动力学.
• 来自SAS的CeO2显著增强了阴离子染料的血催化剂协同作用,优于非微缩的CeO2.
• SAS-CeO2表现出更好的分散和与等离子体物种的相互作用,导致更短的降解时间和更高的能源效率.
• 基基 (•OH) 被确定为主要的氧化剂.
• 对于二元染料混合物,仅在等离子体条件下观察到协同色化,CeO2-SAS保持了高效率.

结论:

• SAS微化是一种有效的策略,可以增强CeO2的特性,释放显著的等离子体-催化剂协同作用.
• 开发的等离子催化剂系统提供了快速和高能效的阴离子染料降解,显示了废水处理的前景.
• 催化剂的材料工程对于最大限度地提高基于NTP的环境修复技术的效率至关重要.