การสลายสีเมทิลีนบลูด้วยพัลซ์พลาสมาระดับไมโครวินาทีในบรรยากาศของก๊าซต่างชนิด
คำสำคัญ:
พลาสมาอุณหภูมิต่ำ , พัลส์โคโรนาดิสชาร์จ , สีเมทิลีนบลูบทคัดย่อ
เครื่องปฏิกรณ์พ่นฟองในแนวดิ่งที่ดิสชาร์จพลาสมาระดับไมโครวินาทีได้รับการออกแบบมาใหม่เพื่อพัฒนาการสลายสีเมทิลีนบลู โดยศึกษาผลของการก๊าซป้อนต่อประสิทธิภาพการสลายสี ได้แก่ อากาศ ออกซิเจน อาร์กอน และไนโตรเจน ผลการศึกษาพบว่าก๊าซป้อนทั้งหมดสามารถสลายสีเมทิลีนบลูได้สูงกว่า 95% ภายใน 30 นาที ขณะที่ค่าพลังงานการสลายสีที่ 50% (Y50) เท่ากับ 1.415, 0.954, 0.786 และ 0.586 g/kWh สำหรับ ออกซิเจน อากาศ อาร์กอน และไนโตรเจน ตามลำดับ การทดสอบข้อมูลการสลายสีด้วย ln(Ct/C0) พบการแปรผันเป็นเส้นตรงตามเวลาที่เกิดปฏิกิริยาซึ่งบ่งชี้ว่าการสลายสีเป็นปฏิกิริยาอันดับหนึ่งเทียม ในท้ายที่สุดได้ทดสอบยับยั้งอนุมูลไฮดรอกซิลด้วยสารคูมารินซึ่งแสดงให้เห็นว่าอนุมูลไฮดรอกซิลเป็นสารหลักสำหรับปฏิกิริยาการสลายสี โดยอนุมูลไฮดรอกซิลเหล่านี้อาจเกิดจากโอโซนและไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ เมื่อพิจารณาทางด้านเศรษฐศาสตร์และประสิทธิภาพการสลายสีแล้ว อากาศเป็นตัวเลือกของก๊าซป้อนที่แนะนำสำหรับการสลายสีเมทิลีนบลู
เอกสารอ้างอิง
Krosuri A, Wu S, Bashir MA, Walquist M. Efficient degradation and mineralization of methylene blue via continuous-flow electrohydraulic plasma discharge. Journal of Water Process Engineering. 2021; 40(January):101926.
Varjani S, Rakholiya P, Shindhal T, Shah A V, Ngo HH. Trends in dye industry effluent treatment and recovery of value added products. Journal of Water Process Engineering. 2021;39 (June):101734.
Jegatheesan V, Pramanik BK, Chen J, Navaratna D, Chang CY, Shu L. Treatment of textile wastewater with membrane bioreactor: A critical review. Bioresource Technology. 2016; 204:202–212.
Ministry of Industry. Announcement of the Ministry of Industry entitled the Treated Effluent Standards from Factories. Royal Government Gazette. 2017;134(153d):11–15.
Tange K, Nomura S, Nakajima J. Methylene blue decomposition via various in-liquid plasma methods. Nihon Enerugi Gakkaishi/Journal of the Japan Institute of Energy. 2020;99(8):99–103.
Rekhate C V, Srivastava JK. Recent advances in ozone-based advanced oxidation processes for treatment of wastewater- A review. Chemical Engineering Journal Advances. 2020;3(June):100031.
Magureanu M, Bradu C, Piroi D, Mandache NB, Parvulescu V.Pulsed corona discharge for degradation of methylene blue in water. Plasma Chemistry and Plasma Processing. 2013;33(1):51–64.
García MC, Mora M, Esquivel D, Foster JE, Rodero A, Jiménez-Sanchidrián C, et al. Microwave atmospheric pressure plasma jets for wastewater treatment: Degradation of methylene blue as a model dye. Chemosphere. 2017; 180:239–246.
Wang B, Dong B, Xu M, Chi C, Wang C. Degradation of methylene blue using double-chamber dielectric barrier discharge reactor under different carrier gases. Chemical Engineering Science. 2017;168:90–100.
Zeghioud H, Nguyen-Tri P, Khezami L, Amrane A, Assadi AA. Review on discharge Plasma for water treatment: mechanism, reactor geometries, active species and combined processes. Journal of Water Process Engineering. 2020;38(May):101664.
Khan I, Saeed K, Zekker I, Zhang B, Hendi AH, Ahmad A, et al. Review on Methylene Blue: Its Properties, Uses, Toxicity and Photodegradation. Vol. 14, Water (Switzerland). MDPI; 2022.
Wang S, Zhu ZH, Coomes A, Haghseresht F, Lu GQ. The physical and surface chemical characteristics of activated carbons and the adsorption of methylene blue from wastewater. Journal of Colloid and Interface Science. 2005;284(2):440–446.
Bulusu RKM, Wandell RJ, Gallan RO, Locke BR. Nitric oxide scavenging of hydroxyl radicals in a nanosecond pulsed plasma discharge gas-liquid reactor. Journal of Physics D: Applied Physics. 2019;52(50).
Liang JP, Zhao ZL, Zhou XF, Yang DZ, Yuan H, Wang WC, et al. Comparison of gas phase discharge and gas-liquid discharge for water activation and methylene blue degradation. Vacuum. 2020;181(July):109644.
Dubois D, Merbahi N, Eichwald O, Yousfi M, Benhenni M. Electrical analysis of positive corona discharge in air and N2, O2, and C O2 mixtures. Journal of Applied Physics. 2007;101(5).
Wandell RJ, Bresch S, Wang H, Babicky V, Lukes P, Locke BR. The effects of pulse frequency on chemical species formation in a nanosecond pulsed plasma gas-liquid film reactor. International Journal of Plasma Environmental Science and Technology. 2020;14(1):1–9.
Wu L, Xie Q, Lv Y, Wu Z, Liang X, Lu M, et al. Degradation of methylene blue via dielectric barrier discharge plasma treatment. Water (Switzerland). 2019;11(9).
Chandana L, Manoj Kumar Reddy P, Subrahmanyam C. Atmospheric pressure non-thermal plasma jet for the degradation of methylene blue in aqueous medium. Chemical Engineering Journal. 2015 Dec 15; 282:116–122.
Chasanah U, Yulianto E, Zain AZ, Sasmita E, Restiwijaya M, Kinandana AW, et al. Evaluation of Titration Method on Determination of Ozone Concentration produced by Dielectric Barrier Discharge Plasma (DBDP) Technology. In: Journal of Physics: Conference Series. Institute of Physics Publishing; 2019.
Bolouki N, Kuan WH, Huang YY, Hsieh JH. Characterizations of a plasma-water system generated by repetitive microsecond pulsed discharge with air, nitrogen, oxygen, and argon gases species. Applied Sciences (Switzerland). 2021 Jul 1;11(13).
Brun E, Girard HA, Arnault JC, Mermoux M, Sicard-Roselli C. Hydrogen plasma treated nanodiamonds lead to an overproduction of hydroxyl radicals and solvated electrons in solution under ionizing radiation. Carbon N Y. 2020; 162:510–518.
De-Nasri SJ, Nagarajan S, Robertson PKJ, Ranade V. Quantification of hydroxyl radicals in photocatalysis and acoustic cavitation: Utility of coumarin as a chemical probe. Chemical Engineering Journal. 2021;420.
Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. APHA, AWWA, WEF, 23rd edition, 2017.
Motoki Y, Wahayudiono, Siti M, Hedeki K, Motonobu G. Nonthermal Atmospheric Pressure Plasma for Methylene Blue Dye Decolorization by Using Slug Flow Reactor System. Plasma Chemistry and Plasma Processing. 2020;40(Published: 04 February 2020):985–1000.
Nishiyama H, Nagai R, Ninuma K, Tanaka H. Characterization of DBD multiple Jets for Methylene Blue Decoloerization. Journal of fluid Science and technology. 2013;8.
Nashmi OA, Abdulrazzaq NN, Mohammed AA. Removal of methylene blue from aqueous solution by ozone microbubbles. Association of Arab Universities Journal of Engineering Sciences. 2020 Sep 30;27(3):31–40.
Malik MA. Water purification by plasmas: Which reactors are most energy efficient? Plasma Chemistry and Plasma Processing. 2010 Feb;30(1):21–31.
ดาวน์โหลด
เผยแพร่แล้ว
ฉบับ
ประเภทบทความ
สัญญาอนุญาต
ลิขสิทธิ์ (c) 2023 วารสารวิจัย มข. (ฉบับบัณฑิตศึกษา)
อนุญาตภายใต้เงื่อนไข Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
