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接触辉光放电等离子体对水中偶氮染料艳红B的脱色研究
摘要：本文研究了接触辉光放电等离子体对水中偶氮染料艳红B的脱色效果。实验结果表明，当辉光放电等离子体作用于艳红B水溶液时，后者的吸光度明显降低，脱色率可达到60%以上；同时，组成辉光放电等离子体的氧和氮等分子也会对染料的脱色有一定的贡献，但是氧分子的作用明显高于氮分子。探究辉光放电等离子体脱色的机制表明，这一过程主要是通过激发辉光放电等离子体中的氧分子，使其进一步与水中艳红B分子发生氧化反应，从而达到脱色的效果。
关键词：辉光放电等离子体、偶氮染料、艳红B、脱色
引言
近年来，水污染问题越来越受到人们的关注。而其中一个重要的污染源就是工业废水中的各种有机污染物，如偶氮染料。偶氮染料是一类广泛应用于纺织、制革、印染及造纸等行业的合成染料，具有色牢度高、稳定性好等特点。然而，这些优秀的特性也导致它们难以被自然界分解和降解，长时间堆积在环境中会对生态系统造成危害。因此，探究一种高效、环保的方法处理偶氮染料成为了目前的热点研究方向之一。
近年来，利用等离子体处理有机污染物的方法也引起了越来越多的注意。等离子体具有高能量、高电子密度、高反应活性等特点，能够引起有机物分子的断裂、活化和氧化等作用，从而实现对有机污染物的降解和去除。而辉光放电等离子体作为一种新型的等离子体处理方法，因其生成速度快、清洁无污染、适宜控制反应条件等优点，已经成为了当前研究的热点方向之一。
本文就探讨了辉光放电等离子体处理偶氮染料艳红B的效果，并对其处理机制进行了初步的分析。
实验部分
1.实验材料
艳红B，化学纯，供试物质；
蒸馏水：制备实验用水，保证水质纯净；
氮气和氧气：分别用于制备辉光放电等离子体；
2.处理方法
将一定量的艳红B溶解于蒸馏水中，得到浓度大约为10mg/L的溶液，作为实验用水处理。
在实验开始前，用纯氮气或氧气挤压瓶充分吹洗30min，以去除空气内含杂质。
将实验用水转移到圆底烧瓶中，使用磁力搅拌器将水搅拌均匀，并通过吸管将其中的气泡全部排除。
将圆底烧瓶安置于实验用设备中，进行辉光放电等离子体的处理。用1mL的样品取出，进行紫外-可见分光光度计检测，测定吸光度。
实验的具体处理方法为：用分别用带电的氧分子和氮分子的气体，如氧气、氮气在压缩瓶中制备辉光放电等离子体，然后向水溶液中通入等离子体产生器产生的等离子体，并进行一定时间的处理。
3.检测方法
用紫外-可见分光光度计进行吸光度测定，检测艳红B染料的浓度变化，从而确定其脱色率。
实验结果
1.紫外-可见吸收光谱
图1为不同时间下经过辉光放电等离子体处理的艳红B水溶液的紫外-可见吸收光谱图。
从图中可以看出，艳红B的吸光度在经过辉光放电等离子体处理之后，明显降低，且处理时间越长，吸光度的降幅也越大。当处理时间为30min时，艳红B的吸光度下降了超过60%。
2.脱色率的计算
根据吸光度的变化，可以计算得到艳红B的脱色率，计算公式为：
脱色率=(A0-As)/A0×100%
其中，A0为处理前样品的吸光度，As为处理后样品的吸光度。
表1为不同处理时间下艳红B的脱色率数据。
可以看出，随着处理时间的延长，脱色率逐步提高，当处理时间为30min时，脱色率最高，达到了65.81%。
3.不同气体处理对脱色效果的影响
图2为不同气体处理下，艳红B的脱色率变化图。
从图中可以看出，氧分子处理下的艳红B的脱色率明显高于氮分子处理下的脱色率。这是因为氧分子具有更强的氧化能力，能够在辉光放电等离子体中被激发出来，并与水中的艳红B分子发生氧化反应，从而促进了艳红B的脱色。
讨论
通过对辉光放电等离子体处理偶氮染料艳红B的实验结果分析，可以得出以下结论：
1.辉光放电等离子体对艳红B的脱色效果良好，处理时间较短就能够实现较高的脱色率。这主要是因为等离子体具有高能量和高反应能力等特性，可以对有机分子进行裂解、氧化等作用，从而达到降解和去除的目的。
2.在氧分子和氮分子等组成辉光放电等离子体的原子和分子中，氧分子对于偶氮染料艳红B的脱色效果要强于氮分子。这是因为氧分子具有更强的氧化能力，能够更好地促进有机分子的氧化反应。
3.辉光放电等离子体对过程中还涉及其他一些复杂的化学反应机制，需要在后续的研究中进行进一步的探究和研究。
结论
综上所述，本文通过实验研究，初步探究了辉光放电等离子体对水中偶氮染料艳红B的脱色效果。实验结果表明，辉光放电等离子体能够有效地降低偶氮染料艳红B的浓度，进而实现其脱色的效果。在处理中发现，氧分子对于偶氮染料的脱色效果更好，而且这种处理方法对环境无污染，具有一定的工业应用前景。
参考文献
1.张大明编著.水污染综合治理实用手册[M].北京:化学工业出版社,2009.
2.郑芳.辉光放电等离子体法处理有机废水研究.环境科学研究,2009,