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苯乙酸不仅是生产6-APA的重要原料,同时也是生产过程中的副产物,我国每年生产6-APA的量较大,苯乙酸的需求量也较大,如果处理不当,苯乙酸就会弥散在大气中,严重污染周围的大气环境和影响人们的身体健康,因此苯乙酸的去除对于保护环境具有十分重要的意义。本论文主要是在实验室内制备苯乙酸气体,采用低温等离子体技术,一方面优化苯乙酸降解的条件,另一方面初步探讨低温等离子体的作用机理。
本论文首先确定了苯乙酸气体的发生和检测条件。苯乙酸在常温常压下为固态物质,采用水浴加热的方法,通过单因素和正交试验分析,确定苯乙酸的发生条件为空气通入量为200mL/min、水浴温度为95℃、采样时间为20min,此时气体的发生量为50mg/m3;同时针对国内外对苯乙酸的检测方法还没有标准,本论文就分别建立了比色法和色谱法来测定苯乙酸的浓度。利用紫外可见分光光度法确定了苯乙酸的无水乙醇溶液的最大吸收波长为258nm处;利用气相色谱法分析条件如下:进样口温度为220℃,色谱柱温度为160℃,FID检测器的温度为260,载气的流量为4.0 mL/min,空气流量为450mL/min,氢气的流量为40mL/min,此时苯乙酸的出峰时间为2.7min。
其次自制线-板式脉冲电晕反应器,以及选取高频高压交流电源和纳秒高压脉冲电源,分别研究了峰值电压、处理时间、线板距离以及电源类型对苯乙酸去除率的影响。
试验结果表明:(1)采用电晕放电方式能够有效的降解苯乙酸气体;(2)苯乙酸的去除率随着电压峰值、处理时间的增加而升高;随着线板距离的缩小而升高;(3)采用高频高压交流电源,当峰值电压为1.8Kv时,苯乙酸去除率可达80%;(4)采用纳秒高压正脉冲电源向反应器内注入能量,当正脉冲电压为22Kv,脉冲频率为125Hz时,苯乙酸的去除率可达98%,基本消除了苯乙酸的恶臭气味;(5)通过对降解后的产物进行分析,苯乙酸反应后的产物主要是CO2、H2O。