介质阻挡放电-针铁矿协同降解“三苯”模拟废气的任务书.docx

介质阻挡放电-针铁矿协同降解“三苯”模拟废气的任务书
一、任务背景
废气污染已成为当前环境治理的难点问题之一。其中，苯、甲苯和二甲苯等苯系物质是工业废气中常见的有毒有害成分，对人类健康和环境造成严重威胁。因此，如何高效降解苯系废气成为了环保领域的研究热点。目前，传统的废气处理技术如吸附、催化燃烧等存在种种问题。因此，寻求新的绿色环保技术是迫在眉睫的事情。
介质阻挡放电是一种近年来发展起来的新型废气处理技术，它利用介质介入放电反应区中，使放电区域的温度达到一定程度，产生臭氧、氢氧自由基等氧化性活性物质，从而降解废气中的污染物。而与此同时，矿物质通过吸附和催化反应的方式协同作用，增加降解效率，使整个降解过程更为高效、环保。
本次实验将通过介质阻挡放电和针铁矿协同降解的方式处理“三苯”模拟废气，考察其降解性能和稳定性。同时，通过相关实验和数据分析，研究其反应原理和机理，为废气治理技术的研究和开发提供有益参考。
二、实验原理
介质阻挡放电是通过在空气中引入介质气体，在高电场作用下产生电晕放电，进而形成等离子体反应区域，从而使气体中的氧、氮等成分被激发，产生大量的氧化性活性粒子和自由基。这些活性粒子和自由基在介质颗粒上和气体中产生一系列的物理、化学反应，最终降解废气中的有毒有害物质。
针铁矿是一种自然产生的矿物质，其具有高比表面积、良好的吸附性能和催化活性等优良特点。在介质阻挡放电过程中，针铁矿作为介质颗粒的载体，可以与活性粒子和自由基产生反应协同作用，促进反应速率，提高降解效率。
三、实验流程
1、实验前准备
准备实验仪器及设备，清洗试剂瓶、量筒等物品，保证实验环境的洁净卫生。清洗下垫滤纸，晾干备用。
2、样品准备
取苯、甲苯和二甲苯的混合物，通过气体瓶打入样品采集瓶中，控制废气流量，使液面保持在样品瓶底部2厘米左右。
3、实验过程
将样品采集瓶连接到介质阻挡放电系统中，保持稳定气流，开启电源，调节电流和电压，开始降解废气。实验过程11min后，在反应管中放入50mg的针铁矿粉末，在继续放电反应30min后，停止放电，取反应液进行分析。
4、后处理
采用下垫滤纸和试剂瓶子进行过滤，分离得到反应液中的沉淀，经过烘干、称重、计算后得出反应物的降解率。
四、实验要求
1、仔细阅读相关文献，掌握介质阻挡放电和针铁矿的反应原理和机理。
2、严格按照实验流程进行操作，保证实验的准确性和可重复性。
3、分析实验结果，对降解率进行统计分析，并对实验结果进行讨论和解释。
4、及时记录实验过程和数据，草拟实验报告。
五、实验所需物品及设备
1、介质阻挡放电实验系统
2、试剂瓶、量筒、吸球、滴管、电极等
3、苯、甲苯、二甲苯的混合物
4、针铁矿粉末
5、下垫滤纸
6、电源、计时器等
七、实验安全注意事项
1、在实验过程中，要小心操作，遵守实验操作规程，注意观察反应过程及仪器运行情况，保证人身安全。
2、实验室内必须严格禁止吸烟、饮食，避免产生火源和化学污染。
3、操作时必须佩戴安全眼镜、手套等个人防护用品，防止误伤和化学伤害。
4、实验结束后，对实验废物、化学品垃圾进行分类，妥善处理。
5、实验室中应有应急预案和应急处理设备，以防万一。