[发明专利]一种提高水中放电OH自由基密度装置及其测量方法

说明书

本发明一种提高水中放电OH自由基密度装置及其测量方法，构思了种提高水中放电OH自由基密度装置，延时触发器触发高压脉冲电源输出正极性脉冲，脉冲电压到达反应器的针电极与平板电极之间，使针电极附近形成放电等离子体通道，并产生OH自由基，在溶液中Fe²⁺离子作用下，OH自由基发生芬顿反应，促使OH自由基密度增大；同时提出了其测量方法，采用延时触发器在同一时刻触发脉冲电源、紫外光灯、及示波器，使得水中产生等离子体同时，单色光能够检测并记录OH自由基，并最终在示波器显示OH自由基光强度，根据自由基光强度，计算OH自由基密度。

技术领域

本发明涉及水中放电领域，特别是涉及一种提高水中放电OH自由基密度装置及其测量方法。

背景技术

高压脉冲水中放电技术在过去20年里得到了快速发展，在环保领域应用的成效显著。作为一种高级氧化技术，水中放电技术效率高、运行条件温和，氧化和杀菌作用强，具有氧化能力强和处理彻底的优点。水中放电过程中能够产生OH自由基等活性粒子，同时还产生紫外光、冲击波、强电场、气泡脉动等效应。OH自由基作为放电过程中最主要的活性物种，其数目是表征高级氧化技术氧化能力强弱的有力指标，测量其在反应体系中的生成量对研究OH自由基氧化降解有机物的机理至关重要。但是，由于OH的寿命短(10^-6s)、反应活性高、存在浓度低，OH与水溶液传递的作用还远不清楚，从而限制了OH在水处理领域的应用。目前，对于如何提高OH密度及如何准确测量OH密度是一项急需解决难题。

基于水中放电的高级氧化技术，一方面，由于OH的寿命短、反应活性高、存在浓度低,需要提高OH密度以增强其氧化能力；另一方面，由于形成OH的同时，水中放电产生冲击波、紫外光、气泡脉动等效应，使得传统测量技术难以准确测量，比如，在光纤光谱法中，光纤探头的存在对冲击波的传播造成阻碍，OH随着冲击波在水溶液传递，从而影响OH密度分布，造成测量误差。基于上述背景，本发明提供一种提高水中放电OH自由基密度的装置及测量方法。迄今未见有关与本发明测量装置和方法相同的专利文献和实际应用。

发明内容

本发明针对现有技术存在的技术问题，创造性构思了一种提高水中放电OH自由基密度装置，利用延时触发器触发高压脉冲电源输出正极性脉冲，脉冲电压到达反应器的针电极与平板电极之间，使针电极附近形成放电等离子体通道，并产生OH自由基，在溶液中Fe²⁺离子作用下，OH自由基发生芬顿反应，促使OH自由基密度增大；同时提出了测量方法，紫外光灯发射一束紫外光，并通过透镜、单色仪，并在单色仪内转换成单色光，单色光的特征波长为309nm，309nm单色光的特征波长能够被OH自由基吸收，同时单色光性能稳定，进入针电极放电区域内对放电辐射的干扰小，因此可忽略单色光对放电等离子体作用，能够有效检测短寿命OH自由基；单色光通过透镜、针孔、放电反应器、针电极放电区域、针孔、光电倍增管，并最终在示波器显示OH自由基光强度，根据自由基光强度，计算OH自由基密度。