论文摘要
本文利用微波激发气体放电开发了一种新型紫外光源——微波无极紫外灯,对自制微波无极紫外灯的辐射特性进行了考察。研究了微波汞灯的185 nm和微波碘灯的206.2 nm辐射在无外加氧化剂条件下,对水中罗丹明B（RhB）和邻苯二甲酸二甲酯（DMP）的光降解效果和反应机理,为光化学处理水中有机污染物提供了一种新的方法。研究结果表明:自制的微波电源能有效激发Hg-Ar,Kr-Br2,Ar-Se和Kr-I2四种混合气体形成微波无极放电,分别制成微波汞灯、微波KrBr*灯、微波硒灯和微波碘灯。微波汞灯产生的185 nm辐射强度占紫外总辐射量的12%,为传统汞灯的1.7倍;微波KrBr*灯和微波硒灯的主辐射分别为291 nm和254 nm,并分别伴有微弱的207 nm和204/207 nm辐射;微波碘灯主要发出206.2 nm辐射和较弱的178.3/180.1/183/184.4/187.6 nm真空紫外辐射。微波碘灯内充入1 Torr Kr和0.5mg I2时,206.2 nm的辐射强度最高。在灯管内加入一段石英包裹的钼片能明显改善微波碘灯的放电启动性能,并可使206.2 nm辐射强度增加1.2倍左右。考察了微波汞灯的185 nm辐射在无外加氧化剂条件下,对RhB水溶液的光降解效果。结果表明,RhB的光降解过程符合准一级反应,酸性条件更有利于RhB的降解;初始浓度≥60 mg/L的RhB溶液在光降解过程中有沉淀产物生成,100 mg/L RhB溶液光照75 min后,沉淀生成量接近初始RhB质量的1/2,RhB转化率达99.4%,溶液滤除沉淀后的CODCr为48 mg/L,CODCr,去除率达77.4%;185 nm直接光分解RhB分子产生的自由基碎片碰撞聚合生成了沉淀产物,同时,185 nm分解水分子产生的·OH自由基的氧化作用也是RhB的另一个降解途径。微波碘灯的206.2 nm辐射对RhB水溶液的光降解行为与185 nm的情况相似。50 mg/L RhB在光照过程中也生成沉淀产物,光照150 min时,RhB转化率达99.5%,溶液滤除沉淀后的CODCr去除率达58.9%。206.2 nm直接光分解RhB分子是引发光降解反应的主要途径。微波碘灯光降解DMP水溶液的研究结果也表明,206.2 nm辐射能直接光分解DMP分子。60 mg/L DMP溶液的光降解过程符合准一级反应,光照50 min后,DMP分子的羰基和苯环结构均被有效破坏,DMP转化率达92.5%。
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摘要Abstract第一章 绪论1.1 引言1.2 微波无极紫外灯的发展现状1.2.1 微波无极紫外灯的发光原理1.2.2 微波无极紫外灯的优点1.2.3 微波无极紫外灯的种类1.2.3.1 微波汞灯1.2.3.2 微波准分子灯1.3 微波无极紫外灯用于去除水中有机污染物的研究现状1.4 本研究的主要内容1.4.1 研究内容1.4.2 光降解对象的选择第二章 微波无极紫外灯的制备2.1 引言2.2 发光物质的选择2.3 无极灯管的制备2.4 微波电源的研制2.4.1 第一代微波电源——微波炉电源2.4.2 第二代微波电源2.4.3 第三代微波电源第三章 微波无极紫外灯的辐射特性研究3.1 引言3.2 辐射特性的测量方法3.3 微波汞灯的辐射光谱*灯的辐射光谱'>3.4 微波KrBr*灯的辐射光谱3.5 微波硒灯的辐射光谱3.6 微波碘灯的辐射特性研究3.6.1 微波碘灯的辐射光谱3.6.2 充碘量对206.2nm辐射强度的影响3.6.3 Kr气压对206.2nm辐射强度的影响3.6.4 微波输入功率对206.2nm辐射强度的影响3.6.5 灯管内加入石英钼片对206.2nm辐射强度的影响第四章 微波汞灯（185nm）光降解RhB水溶液的研究4.1 引言4.2 实验部分4.2.1 主要试剂和水样性质4.2.2 实验装置与仪器4.2.3 实验方法4.3 实验结果与讨论4.3.1 初始pH值对RhB降解的影响4.3.2 RhB溶液的光降解反应动力曲线Cr去除率随光照时间的变化'>4.3.3 RhB转化率和CODCr去除率随光照时间的变化4.3.4 RhB溶液的UV-Vis吸收光谱的变化4.3.5 沉淀生成量随光照时间的变化4.3.6 RhB初始浓度与沉淀生成量的关系4.3.7 RhB光降解产物分析4.4 微波汞灯光降解RhB的机理探讨第五章 微波碘灯（206.2nm）光降解RhB水溶液的研究5.1 引言5.2 实验部分5.2.1 主要试剂及水样5.2.2 实验装置与仪器5.2.3 实验方法5.3 实验结果与讨论2的影响'>5.3.1 RhB水溶液中通入O2的影响5.3.2 RhB溶液的光降解反应动力曲线Cr去除率随光照时间的变化'>5.3.3 RhB的转化率与CODCr去除率随光照时间的变化5.3.4 初始pH对RhB转化效率的影响5.3.5 RhB溶液的UV-Vis吸收光谱的变化5.3.6 RhB光降解产物分析5.4 微波碘灯光降解RhB的机理探讨第六章 微波碘灯（206.2nm）光降解DMP水溶液的研究6.1 引言6.2 实验部分6.2.1 主要试剂及水样性质6.2.2 实验装置与仪器6.2.3 实验方法6.3 实验结果与讨论6.3.1 DMP溶液紫外吸收光谱随光照时间的变化6.3.2 DMP的光降解反应动力曲线6.3.3 初始浓度对DMP转化率的影响6.3.4 DMP光降解产物分析6.4 微波碘灯光降解DMP的机理探讨第七章 结论与建议7.1 结论汇总7.2 对后续研究的建议参考文献附录 攻读硕士学位期间论文发表情况汇总致谢
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