一种大分子物质降解反应器和降解方法技术

本发明专利技术公开了一种大分子物质降解反应器,包括反应器壳体、电极、相转移平台：反应器具有连通的溶液反应区和等离子体放电区，所述电极位于所述等离子体放电区内，所述电极的正极和负极能产生电场以与气体作用产生出活性物种；布置于所述溶液反应区内，所述相转移平台至少部分为能吸附大分子物质溶液中的大分子物质的相转移材料制成，并能在持续不断的将大分子物质溶液中的大分子物质吸附在其表面后，将大分子物质转移至溶液外与所述活性物种反应。大分子物质降解采用此种反应器，通过相转移技术，能在大分子物质溶液处理过程中，进一步减小能耗、提高效率。提高效率。提高效率。

【技术实现步骤摘要】
一种大分子物质降解反应器和降解方法


[0001]本专利技术涉及大分子物质设备装置，具体涉及一种大分子物质降解反应器及降解方法。

技术介绍

[0002]在自然界的污水、土地等环境中，存在着大量的大分子物质(如罗丹明B(RhodamineB)、碱木质素等)，而这些大分子物质大多结构复杂，不易在环境中被降解，因此对环境和人类健康造成不利影响。
[0003]在现有大分子物质的处理技术中，介质阻挡放电等离子体广泛的应用于大分子物质溶液处理方面，目前介质阻挡放电反应器的主要结构为通过曝气使活性物种随微气泡进入反应溶液，或通过喷淋设计使反应溶液呈水雾状穿过等离子体放电区域，这些设计使活性物种与反应溶液充分接触，有效地提高了活性物种的利用率。
[0004]但是，如果反应器整体为气液两相反应器，则会存在活性物质传质效率低导致降解效果差的问题、同时能耗也偏高。因此，为了实现产业化放大应用要求，还需要探究其他技术协同等离子体技术来处理大分子物质的方法，来进一步减小能耗、提高效率。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的不足，本专利技术要解决的技术问题是提供一种大分子物质降解反应器和降解方法，能在大分子物质处理过程中，进一步减小能耗、提高效率。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：一种大分子物质降解反应器，包括：
[0007]一种大分子物质降解反应器，其特征在于，包括：
[0008]反应器，具有连通的溶液反应区和等离子体放电区；
[0009]电极，所述电极位于所述等离子体放电区内，所述电极的正极和负极能产生电场以与放电气体作用产生出活性物种；
[0010]相转移平台，布置于所述溶液反应区内，所述相转移平台至少部分为能吸附大分子物质溶液中大分子物质的相转移材料制成，并能在持续不断的将大分子物质溶液中的大分子物质吸附在其表面后，将所述大分子物质转移至大分子物质溶液外与所述活性物种反应。
[0011]进一步地，所述相转移平台为棒体，并横向的、能转动设置在所述溶液反应区内，且所述棒体的部分浸没在大分子物质溶液内。
[0012]进一步地，所述电极包括多个实心铜棒，每个所述实心铜棒外均套设有绝缘保护套。
[0013]进一步地，相邻的所述实心铜棒的正级和负级交错设置。
[0014]进一步地，所述反应器壳体上设置有与所述溶液反应区连通的进液管和出液管。
[0015]进一步地，所述反应器壳体上设置有与所述等离子体放电区连通的进气管和出气
管。
[0016]一种处理大分子物质溶液的方法，其特征在于，采用如权利要求1
‑
6所述的大分子物质降解反应器，包括：
[0017]将一定浓度、pH值的大分子物质溶液放入溶液反应区内，并使大分子物质溶液将相转移平台部分浸没大分子物质溶液内吸附大分子物质溶液中的大分子物质；
[0018]向反应器壳体内通入放电气体；
[0019]将电极与高压电源连接，并接地；开启电源，等离子体放电产生活性物种，开始进行大分子物质溶液处理，
[0020]在大分子物质溶液处理过程中，使相转移平台持续不断的将其吸附的大分子物质转移至大分子物质溶液外与所述活性物种反应；
[0021]反应完成。
[0022]进一步地，在反应过程中间隙的旋转相转移平台。
[0023]进一步地，多个电极之间均匀放电。
[0024]进一步地，所述放电气体为空气。
[0025]本专利技术的有益效果：
[0026]上述大分子物质降解反应器，使用时，将一定浓度、pH值的大分子物质溶液放入溶液反应区内，待相转移平台吸附大分子物质溶液中大分子物质并将大分子物质富集在其表面并通过相转移平台将大分子物质暴露在大分子物质溶液外，随后通入放电气体，并调整气流量。接着将电极与高压电源连接，将接地；在调整输入电压、调整放电频率后，则可进行放电反应进行大分子物质溶液处理，在放电反应进行大分子物质溶液处理的过程中，需要通过相转移平台，使其不断的将吸附在其表面的大分子物质暴露在大分子物质溶液外与活性物种反应，直至反应完成。
[0027]采用上述大分子物质降解反应器进行大分子物质处理降解，能够将大分子物质从大分子物质溶液中转移到相转移材料表面，由于相转移材料良好的吸附性能被广泛应用于大分子物质溶液处理中，在反应器中的反应溶液部分实现大分子物质富集，使部分大分子物质在反应器壳体中直接与活性物种接触反应，将更有效的降解目标污染物，因此搭建包裹相转移材料的相转移平台，使相转移技术耦合等离子体处理大分子物质溶液，相转移平台使吸附的大分子物质暴露在气相中，使大分子物质直接与活性物种反应能够充分提高污染物的去除效率。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
[0029]图1为本专利技术一实施例提供的一种大分子物质降解反应器的示意图；
[0030]图2为图1所示的一种大分子物质降解反应器的左侧视图；
[0031]图3为采用图1所示的大分子物质降解反应器，采用转移材料协同DBD处理罗丹明B溶液过程中溶液浓度随反应时间的变化示意图；
[0032]图4为采用图1所示的大分子物质降解反应器进行处理时，采用不同相转移材料的吸附效果示意图；
[0033]图5为采用图1所示的大分子物质降解反应器进行处理时，反应时间对降解效果的影响；
[0034]图6为采用图1所示的大分子物质降解反应器进行处理时，输入电压对降解效果的影响；
[0035]图7为采用图1所示的大分子物质降解反应器进行处理时，放电频率对降解效果的影响；
[0036]图8为采用图1所示的大分子物质降解反应器进行处理时，溶液初始pH值对降解效果的影响；
[0037]图9为采用图1所示的大分子物质降解反应器进行处理时，空气流量对降解效果的影响；
[0038]图10为采用图1所示的大分子物质降解反应器进行处理时，罗丹明B溶液初始浓度对降解效果的影响；
[0039]图11为采用图1所示的大分子物质降解反应器进行处理后，对不同处理时间的罗丹明B溶液随反应时间的紫外
‑
可见吸收光谱。
[0040]图12为采用图1所示的大分子物质降解反应器进行处理后，通过二氯甲烷萃取三次，旋蒸得到反应残余固体，测定红外光谱图。
[0041]附图标记：
[0042]100、反应器壳体；110、溶液反应区；120、等离子体放电区；130、进气管；140、出气管；150、进液管；160、出液管；200、电极；300、相转移平台。
具体实施方式
[0043]下面将结合附图对本专利技术技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大分子物质降解反应器，其特征在于，包括：反应器，具有连通的溶液反应区和等离子体放电区，所述溶液反应区溶液存放大分子物质；电极，所述电极位于所述等离子体放电区内，所述电极的正极和负极能产生电场以与放电气体作用产生出活性物种；及相转移平台，布置于所述溶液反应区内，所述相转移平台至少部分为能吸附大分子物质溶液中大分子物质的相转移材料制成，并能持续不断的将大分子物质溶液中的大分子物质吸附在其表面后，将所述大分子物质转移至大分子物质溶液外与所述活性物种反应。2.根据权利要求1所述的大分子物质降解反应器，其特征在于，所述相转移平台为棒体，并横向的、能转动设置在所述溶液反应区内，且所述相转移平台的部分浸没在大分子物质溶液内。3.根据权利要求1所述的大分子物质降解反应器，其特征在于，所述电极包括多个实心铜棒，每个所述实心铜棒外均套设有绝缘保护套。4.根据权利要求3所述的大分子物质降解反应器，其特征在于，相邻的所述实心铜棒的正级和负级交错设置。5.根据权利要求1所述的大分子物质降解反应器，其特征在于，所述反应器壳体上设置有与...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏小东，黄瑶瑶，高渝萌，张燕，张珊，
申请(专利权)人：重庆科技学院，
类型：发明
国别省市：