【摘 要】
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等离子体和液体相互作用会引发一系列复杂的物理和化学过程,从而产生大量具有高反应活性的物质。正是由于这些物理和化学过程以及高活性成分,等离子体-液体系统在众多领域具有广泛的应用。本论文对等离子体-液体系统中的活性成分的探测方法及其在有机物分解方面的应用进行了实验探究。羟基自由基是等离子体和液体相互作用时产生的最重要的高活性的物质之一,由于其具有极高的氧化性,等离子体-液体系统的众多应用都是基于羟基自
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等离子体和液体相互作用会引发一系列复杂的物理和化学过程,从而产生大量具有高反应活性的物质。正是由于这些物理和化学过程以及高活性成分,等离子体-液体系统在众多领域具有广泛的应用。本论文对等离子体-液体系统中的活性成分的探测方法及其在有机物分解方面的应用进行了实验探究。羟基自由基是等离子体和液体相互作用时产生的最重要的高活性的物质之一,由于其具有极高的氧化性,等离子体-液体系统的众多应用都是基于羟基自由基的高活性之上。因此,对等离子体-液体系统中所产生的轻基自由基进行定性和定量分析便显得十分重要。分子探针法是一种常用的检测溶液中物质的方法,很多文献对羟基自由基的探测都是基于分子探针法。本论文采用二甲基亚砜作为分子探针,通过实验发现,在使用分子探针法定量等离子体-液体系统内溶液中的羟基自由基时测量值会低于实际值。除了分子探针法,显色法也常被用来检测溶液中的物质。等离子体-液体系统产生的高活性氧化物质可以将溶液中的Fe2+氧化成Fe3+,Fe3+可以与硫氰酸根离子结合产生有色络合物FeSCN2+,通过分析FeSCN2+的吸收光谱在450 nm处的峰值,便可间接达到定性和定量分析等离子体-液体系统产生的高活性氧化物质的目的。本论文利用该显色法对等离子体-液体系统中产生的氧化还原电位高于0.771 eV的高活性氧化物质进行了定性和定量分析,但是由于FeSCN2+会被等离子体-液体系统中产生的轻基自由基等物质继续氧化,该方法需要进行优化。利用等离子体-液体系统产生的具有高反应活性的物质分解有机物,是等离子体-液体系统可以应用于污水处理等领域的重要基础。本论文以亚甲基蓝为模型,通过实验验证了利用等离子体-液体系统分解有机物的可行性,讨论了电解质、电流、温度等因素对有机物分解效率的影响,并探究了有机物分解的原理,结果表明溶液分别作为阴极和阳极时有机物的降解过程存在差异,等离子体-液体系统对亚甲基蓝的氧化是部分可恢复的,对其还原则是不可恢复的。
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