针-水结构纳秒脉冲气液放电降解四环素 |
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引用本文: | 陈鹏举,周子凯,王森,方志.针-水结构纳秒脉冲气液放电降解四环素[J].强激光与粒子束,2024(3):129-137. |
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作者姓名: | 陈鹏举 周子凯 王森 方志 |
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作者单位: | 1. 南京工业大学机械与动力工程学院;2. 南京工业大学电气工程与控制科学学院 |
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基金项目: | 国家自然科学基金项目(52277151、51907088); |
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摘 要: | 过度使用抗生素导致的水污染,对自然环境和人类健康造成了重大威胁。低温等离子体作为一种绿色环保的高级氧化技术,被认为是一种最具前景的抗生素降解方法之一,然而在降解效率和能量效率方面还有待进一步提高。利用纳秒脉冲放电激励针-水结构气液放电,获得了一种能产生高活性等离子体的瞬态火花模式放电,并应用于水中四环素降解,研究了脉冲电压、频率、初始浓度、初始pH值等参数对四环素降解的影响,结果表明初始浓度50 mg/L,脉冲电压9 kV、频率2 kHz,初始pH值为中性的条件下四环素的降解率最高,处理时间10 min时降解率达到了91.6%,能量效率和每阶电能分别为0.165 g·kW-1·h-1和0.78 kW·h·m-3。自由基淬灭实验表明羟基自由基(·OH)在四环素降解过程中起主要作用,而H2O2和O3的作用稍弱。细胞毒性实验也表明气液放电处理10 min后的溶液毒性显著下降。
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关 键 词: | 低温等离子体 气液放电 四环素抗生素 抗生素降解 活性氧物种 |
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