染料废水通常含有大量的染料分子和重金属离子,未达标排放将严重破坏生态环境。近些年来,低温等离子体技术被广泛应用于废气、废水的治理过程中,但是大部分研究者仅仅关注低温等离子体的氧化作用,还原作用却极少关注。低温等离子体技术不仅具有极强的氧化作用,而且还具有一定的还原作用,故为同时氧化降解有机污染物和还原去除水中的金属污染物提供了理论上的可能。本论文开展了介质阻挡放电等离子体技术(DBD)同时去除水中的酸性橙7(AO7)和Cr(Ⅵ)的实验研究。首先,验证了 DBD同时去除AO7和Cr(Ⅵ)的可行性,分析AO7和Cr(Ⅵ)的UV-Vis光谱,得出AO7和Cr(Ⅵ)能够被DBD同时去除。其次,探讨了不同反应参数(如:AO7和Cr(Ⅵ)的浓度、放电电压、溶液的初始pH、有机物和无机金属阳离子等)对AO7和Cr(Ⅵ)去除效率的影响。实验结果表明:相较于Cr(Ⅵ)或AO7的单独去除,AO7和Cr(Ⅵ)共存对其去除率具有一定的协同作用。溶液的pH是一个重要的变量,当AO7和Cr(Ⅵ)单独存在,溶液的pH值从10.5降至3.0时,AO7的去除率从60.18%上升到93.80%,Cr(Ⅵ)的去除率从66.67%上升到94.12%,而当AO7和Cr(Ⅵ)共存时,AO7和Cr(Ⅵ)的降解效率也都随着pH的降低而升高,但AO7和Cr(Ⅵ)的共存降低了pH对其降解效率的影响。而放电电压的影响则相对简单,当放电电压从80.0V升到120.0V时,AO7和Cr(Ⅵ)的去除率分别从62.17%和53.6%上升到89.96%和88.0%。当溶液含有有机物或者无机金属阳离子时,AO7和Cr(Ⅵ)降解效率都受其影响。溶液中的有机物(甲醇、乙醇、异丙醇、乙酸、柠檬酸、草酸)对AO7的降解具有一定的抑制作用,对Cr(Ⅵ)的还原具有一定的促进作用;当溶液中含有无机金属阳离子(Cu(Ⅱ),Co(Ⅱ),Ni(Ⅱ),Mn(Ⅱ)和 Fe(Ⅲ))时,抑制了 Cr(Ⅵ)的还原,而对AO7降解的影响却很小。随后又进行了 DBD发射光谱的分析和自由基实验,通过对DBD的发射光谱分析,从而证实了在DBD放电过程中产生了处于激发态的N2和OH,从而推导出在DBD中可能发生的一系列反应,为AO7和Cr(Ⅵ)在DBD中降解提供理论依据。而自由基实验进一步证明了·OH和·H在DBD降解AO7和Cr(Ⅵ)过程中的作用。最后通过HPLC和LC-MS/MS技术对在DBD反应体系中AO7的降解中间产物进行分析,通过对降解中间产物的确定,推断出在DBD反应体系中AO7的主要降解路径。AO7的降解路径可以概述为:AO7在·OH的攻击下,AO7中的偶氮键(-N=N-)断裂,溶液脱色,生成带有氨基的磺胺和萘类物质,随后氨基被氧化为硝基,或者被羟基取代,而羟基被氧化为醛,醛被氧化为酸,再通过苯环开环,被降解为更小的物质,之后再通过一系列的反应AO7被降解为CO2和H2O。