Процессы переноса компонентов раствора I-I электролитов в системе плазма-раствор
Диссертация
Экспериментально получены распределения потенциала в положительном столбе тлеющего разряда с жидким электролитным катодом в области малых расстояний. Вычислены величины катодного падения потенциала и напряженности поля в положительном столбе. Показана их зависимость от тока разряда, концентрации растворенного вещества и начальной рН раствора (1ЛС1, ИаС1, КС1). Полученные в работе данные могут… Читать ещё >
Содержание
- Глава 1. МЕСТО ПЛАЗМЕННО-РАСТВОРНЫХ СИСТЕМ В ХИМИИ ВЫСОКИХ ЭНЕРГИЙ
- 1. 1. Введение
- 1. 2. Физико-химические свойства системы плазма — раствор
- 1. 2. 1. Общая характеристика процессов в неравновесной плазме низкого давления и в плазменно-растворной системе
- 1. 2. 2. Природа активированных процессов в плазменно-растворной системе
- 1. 2. 3. Основные проблемы исследований физической химии плазменно-растворных систем
- 1. 2. 4. Физические свойства разрядов с электролитными электродами 10 1.2.4.1. Катодное падение потенциала
- 1. 2. 4. 2. Катодное падение потенциала и эмиссия электронов из раствора
- 1. 2. 4. 3. Напряженность электрического поля в положительном столбе разряда с электролитными электродами
- 1. 2. 4. 4. Температура газов, средняя энергия электронов и ионов
- 1. 2. 4. 5. Спектральные характеристики тлеющего разряда с электролитными электродами
- 1. 2. 5. Влияние плазменной обработки на физико-химические свойства раствора
- 1. 2. 5. 1. Влияние плазменной обработки на электропроводность раствора
- 1. 2. 5. 2. Влияние плазменной обработки на рН раствора
- 1. 2. 6. Химические процессы, инициируемые плазмой в растворе
- 1. 2. 6. 1. Выход первичных частиц при плазменной обработке растворов
- 1. 2. 6. 2. Механизм активации
- 1. 2. 6. 3. Систематизация окислительно-восстановительных процессов, инициируемых газовыми разрядами в водных растворах неорганических соединений
- 2. 1. Плазменно-электролитические ячейки
- 2. 2. Использованные реактивы. Приготовление электролитов
- 2. 3. Катодное падение потенциала и напряженность электрического поля в положительном столбе разряда
- 2. 4. Спектральные измерения и оптические наблюдения
- 2. 4. 1. Оптические наблюдения
- 2. 4. 2. Спектральные измерения
- 2. 5. Измерение коэффициентов переноса компонентов раствора в зону плазмы
- 2. 5. 1. Экспериментальная установка для качественных исследований процессов переноса
- 2. 5. 2. Ячейка для измерения коэффициентов переноса в случае разбавленных растворов
- 2. 5. 3. Ячейка для исследования процессов переноса в случае концентрированных растворов
- 2. 6. Методика исследований влияния тлеющего разряда на кислотность 48 раствора
- 3. 1. Эмиссия электронов из раствора и физические свойства тлеющего разряда с электролитными катодами
- 3. 1. 1. Распределение потенциала в положительном столбе
- 3. 1. 2. Скачок потенциала вблизи электролитного катода
- 3. 1. 3. Катодное падение потенциала у растворов электролитов и
- 3. 1. 4. О механизме эмиссии электронов из растворов электролитов в условиях тлеющего разряда (у-эмиссия)
- 3. 2. Перенос нейтральных компонентов раствора в зону плазмы
- 3. 2. 1. Разбавленные растворы
- 3. 2. 2. Концентрированные растворы
- 3. 3. Процессы переноса и спектральные свойства тлеющего разряда с электролитным катодом
- 3. 3. 1. Визуальные наблюдения. Цвет излучения разряда и механизм возбуждения
- 3. 3. 2. Спектральные характеристики излучения тлеющего разряда с электролитным катодом
- 3. 4. Процессы переноса и электрофизические характеристики тлеющего разряда с электролитным катодом
- 3. 5. Энергетика переноса тяжелых частиц. Перенос растворителя и катодное распыление металлов
- 3. 6. О механизме переноса тяжелых частиц
- 3. 7. Процессы переноса и изменение физико-химических свойств растворов электролитов под действием тлеющего разряда. Влияние тлеющего разряда на кислотность растворов электролитов
- 3. 7. 1. Замкнутые ячейки без потока раствора
- 3. 7. 2. Ячейки с потоками электролита
- 3. 7. 3. Возможные причины изменений рН раствора под действием тлеющего разряда атмосферного давления
Список литературы
- А. М. Кутепов, А. Г. Захаров, А. И. Максимов Проблемы и перспективы исследований активируемых плазмой технологических процессов.// Докл. РАН. 1997. Т.357. № 6. С.782−786.
- В. В. Баковец, О. В. Поляков, И. П. Долговесова Плазменно-электролитическая анодная обработка металлов.// Плазмохимические технологии. Новосибирск. Наука. 1991. 168 с.
- Ф. М. Гайсин, А. А. Сон Возникновение и развитие объёмного разряда между твердыми и жидкими электродами.// Химия плазмы. Т. 16. М.: Энергоатомиздат. 1990. с.256
- Ф. М. Гайсин, Ф. А. Гизатуллина Исследование электрического пробоя в воздухе между электролитом и металлическим электродом.// Низкотемпературная плазма. Сборник статей. Казань. КАИ. 1983. С. 4351.
- О. В. Поляков, В. В. Баковец Некоторые закономерности воздействия микроразрядов на электролит.// Химия высоких энергий. 1983. Т. 17. № 4. С.291−295.
- Э.М. Дробышевский, Ю. А. Дунаев, С. И. Розов Сферический диафрагменный разряд в электролитах.//ЖТФ т.43. 1975 с.1217−1221.
- Н. Д. Сапрыкин Некоторые проблемы связанные с электролизом в присутствии низкотемпературной плазмы.// Химия и физика низкотемпературной плазмы. Труды 1 конференции по низкотемпературной плазме. МГУ. 1971. С.77−80.
- Ф. М. Гайсин, А. Ф. Гайсин, Р. К. Галимова, Г. Ю. Даутов, Р. Г. Хакимов, Ю. И. Шакиров Обобщенные характеристики парогазового разряда с жидкими электродами.// Электронная обработка материалов. 1995. № 1(181). С. 63−65.
- Ф. М. Гайсин, Р. К. Галимова Приэлектродные процессы в парогазовых разядах с нетрадиционными электродами (электролиты).// Физика и техника плазмы. Материалы конференции. Минск. Беларусь. 13−15 сент. 1994. Т.1.С. 147−150.
- Ф. М. Гайсин, Р. К. Галимова, Р. Г. Хакимов Электрический разряд, горящий между струей электролита и твердым электродом в технологических процессах.// 7 конференция по физике газового разряда. Самара, 21−26 июня 1994. С. 247−248.
- Ф. М. Гайсин, Р. К. Галимова, Р. Г. Хакимов Парогазовый разряд с нетрадиционными электродами.// Электронная обработка материалов. 1994. № 5(179). С.179
- В. Ф. Приданцев, А. А. Пивоваров, Ю. Н. Меликаев Объемное распределение потенциала в разряде с жидким катодом (эксперимент).// Плазмотехнология-95. Сборник научных трудов. Запорожье. 1995. С. 174 177.
- Ю. А. Баринов, И. О. Блинов, Г. А. Дюжев, С. М. Школьник Экспериментальное исследование разряда с жидким электродом Физика итехника плазмы. Материалы конференции. Минск. Беларусь. 13−15 сент. 1994. Т.1. С.123−126.
- V. Ya. Chernyak, Е. V. Martysh, S. V. Ol’sevski Plasma chemical parameters of SSM-discharge with liquid electrode.// Плазмотехнология-95. сборник трудов. Запорожье. 1995. С. 24−27.
- M. Ф. Жуков, Ж. Ж. Замбалаев, Г. Н. Дандарон // Изв. СО АН СССР, Сер. Техн. Наук. 1984. № 1. С.365−367.
- A. Hickling, М. D. Ingram Contact glow discharge electrolysis.// Trans. Faraday Soc. 1964. Part 4. P.783−793.
- Гайсин Ф. М. Гизатуллина Ф. А. Камалов P. P.// Физика и химия обработки материалов. 1985. № 4. С.58−64.
- Т. Cserfalvi, P. Mezei, P. Apai Emission studies on a glow discharge in atmospheric pressure air using water cathode.// J. Phys. D. Appl. Phys. 1993. V. 26. № 12. P.2184−2188.
- T. Cserfalvi, P. Mezei Direct solution analysis by glow discharge: electrolyte-cathode discharge spectrometry.// J. Analytical Atomic Spectrometry. 1994. V.9. № 3. P.345−349.
- P. Mezei, T. Cserfalvi, M. Janossy Pressure dependence of the atmospheric electrolyte cathode glow discharge spectrum.// J. Analytical Atomic Spectrometry. 1997. V.12. № 9. P.1203−1208.
- Т. Cserfalvi, P. Mezei Operating mechanism of the electrolyte cathode atmospheric glow discharge.// J. Anal. Chem. 1995. V.353. № 6. P.813−819.
- A. Klemenc, H. Kalisch, Glimmlichtelectrolyse. YII. Die Katalitische Reeinflussbarkeit der Elektrodenvorgange insbesondere durch Chlorwasserstoffsaure. Z. Phys. Chem. 1938. Bd. A 182. S. 91−102.
- B. Baron, P. Chartier, P. Delahay, R. Lugo Photoelectron emission by solutions.//J. Chem. Phys. 1969. V.51. № 6. P.2562−2572.
- P. Delahay, P. Chartier, L. Nemec Photoelectron emission by solutions II.// J. Chem. Phys. 1970. V.53. № 8. P.3126−3135.
- B. Baron, P. Delahay, R. Lugo Photoelectron emission spectroscopy of solvated electron solutions.// J. Chem. Phys. 1971. V. 55. № 9. P.4180−4187.
- P. Delahay Photoelectron emission spectroscopy of solutions: an interpretation.//J. Chem. Phys. 1971. V.55. № 9. P.4188−4197.
- Д. А. Бабиков, Э. E. Сон Эмиссия электронов в тлеющем разряде с жидким электролитным катодом.// Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 1997. № 9. С.47−52.
- W. С. Davis, R. К. Marcus An atmospheric pressure glow discharge optical emission source for the direct sampling of liquid media.//J. Anal. At. Spectrum. 2001. V.16. P.931−937.
- Ю. В. Титова Физико-химические закономерности инициирования окислительных процессов в растворах электролитов стационарным и скользящими разрядами. Диссертация на соискание кандидата химических наук. Иваново, 1999.
- R. М. Chaudrhi, М. I. Oliphant// Proc. Roy. Soc. (London), Ser. A. 1932. V.137. P.662.
- Z. W. Sternberg //XII Jugoslav. Summer Sch. And Intern. Symp. Phys. Ionized Gases 84, Sibenik, Sept. 3−7, 1984. Contrib. Pap. And Abstr. Inv. Lect. And Progr. Rep.: Belgrad. P.392−395.
- G. A. Mazzochini, F. Magno, G. Bontempelli Glow discharge electrolysis on ammonia in aqueous solution.// J. Electroanal. Chem. 1973. V.45. № 3. P.471−483.
- M. А. Маргулис, В. а. Гаврилов Образование пероксида водорода и оксидов азота при электрическом разряде и ультразвуковой кавитации в дистиллированной воде.// Журнал физической химии. 1992. Т.66. № 3. С.771−775.
- J. L. Brisset, J. Lelive, A. Doubla, J. Amouroux Interactions with aqueous solutions of the air corona products.// Revue Phys. Appl. 1990. V.25. № 6. P.535−543.
- J. Goodman, A. Hickling, B. Schofleld The yield of hydrated electrons in glow discharge electrolysis.// J. Electroanal. Chem. 1973. V.48. № 2. P. 319−323.
- A. R. Denaro, A. Hickling Glow discharge electrolysis in aqueous solution.// Electrochem. Soc. 1958. V.105. № 5. P.265−270.
- A. R. Denaro, К. O. Hough Glow discharge electrolysis of sulfuric acid solutions.//Electrochimica Acta. 1972. V.17. № 3.P. 157−166.
- JI. Т. Бугаенко, E. Г. Вольф, E. П. Калязин, Г. В. Ковалев, А. М. Сизиков Микроразряд в конденсированной фазе на вентильных анодах.// Плазмохимия-90. Сборник научных трудов. T.l. М: ИНХС АН СССР. 337 с.
- JI. Т. Бугаенко, Н. Г. Кузьмин, JI. С. Полак Химия высоких энергий. М.: Химия,-1988. 368 с.
- А. К. Пикаев С. А. Кабакчи И. Е. Макаров Высокотемпературный радиолиз воды и водных растворов. М.: Энергоатомиздат, 1988.-136 с.
- Э. Хенли, Э. Джонсон Радиационная химия. М.: Атомиздат, 1974.-416 с.
- A. Klemenc, Н. F. Hohn. Uber die Vrgange in der Losung und im Gasraum bei der Glimmlichtelectrolyse. Z. Phys. Chem. 1931. Abt.A. Bd. 154, Heft 5/6, S. 385−420.
- A. R. Denaro, A. Mitchell, M. R. Richardson Glow discharge electrolysis of iodide solutions.//Electrochem. Acta. 1971.V. 16. № 6. P.755−763.
- H. A. Deuhurst, J. F. Flagg, P. K. Watson Oxidation of aqueous ferrous sulfate by glow discharge.// J. Electrochem. Soc. 1959. V.106. № 4. P.366−367.
- A. R. Denaro, P. A. Owens Glow discharge electrolysis of alkaline ferrocianide solutions.// Electrochimica Acta. 1968. V.13. № 2. P. 157−166.
- A. Hickling, J. K. Linacre Glow discharge electrolysis. Part 2. The anodic oxidation of ferrous sulfate.// J. Chem. Soc. 1954. № 2. P. 711−720.
- C. А. Кабакчи И. E. Лебедев Влияние температуры на радиолиз деаэрированного кислого водного раствора ферросульфата.// Химия высоких энергий. 1986. Т.20. № 5. С.397−399.
- И. К. Стройкова Химическая активация водных растворов электролитов тлеющим и диафрагменным газовыми разрядами. Диссертация на соискание кандидата химических наук. Иваново, 2001.
- В. С. Долганов, Л. Д. Кригер, Ю. Н. Сафонов Эффективность образования продуктов импульсного радиолиза хлоратов натрия и калия.// Химия высоких энергий. 1986. Т. 20. № 4. С. 306−310.
- А. К. Пикаев Современная радиационная химия. Радиолиз газов и жидкостей. М.: Наука, 1986. 440 с.
- Y. Kanzaki, N. Nishimura, О. Matsumoto On the yields of glow discharge electrolysis in various atmospheres.// J. Electroanal. Chem. 1984. V.167. № 1−2. P.297−300.
- A. В. Пономарев, И. E. Макаров, В. А. Рыганов, А. Ш. Сыртланов Радиационно-химическое окисление бромидов и йодидов в пластовой воде.// Химия высоких энергий. 2002. Т.36. № 6. С.477−478.
- Н. В. Плешивцев Катодное распыление. М.: Атомиздат. 1968, 347 с.
- Д. И. Вирин, Р. В. Джагацпанян, Г. В. Карачевцев, В. К. Потапов, В. Л. Тальрозе Ионно-молекулярные реакции в газах. М.: Наука, 1979. 548 с.
- В. Ю. Дубровин Ионизационные процессы и диссоциация молекул воды в плазме пониженного давления. Диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук. Москва. 1983 г.
- Н. Б. Варгафтик Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. М.: Физматгиз, 1963. 708 с.
- П. Берже, И. Помо, К. Видаль Порядок в хаосе. М.: Мир, 1991. 368 с.
- П. Ю. Бучаченко Проблемы и перспективы развития механохимии.// Успехи химии. 1994. Т.63. № 12 С. 1031−1043.
- Б. М. Смирнов Возбужденные атомы. М.: Энергоиздат, 1982. 232 с.
- С. Э. Фриш Оптические спектры атомов. М-Л.: 1963, 640 с.
- А. А. Радциг, Б. М. Смирнов Параметры атомов и атомных ионов. Справочник. М.: Энергоатомиздат, 1986. 344 с.
- Н. Б. Золотой, Г. В. Карпов Определение наиболее вероятной степени гидратации ионов щелочных металлов и иона НзО+ в растворах при помощи метода полевого испарения ионов из раствора.// Докл. РАН. 1994. Т.338. № 6. С.764−767.
- Справочник физических величин. Под ред. Кикоина.
- М. Каминский Атомные и ионные столкновения на поверхности металла. М.: Мир, 1967. 506 с.
- А. Г. Морачевский, И. Б. Сладков Физико-химические свойства молекулярных неорганических соединений. Л.: Химия. 1987. 192 с.
- А. В. Елецкий, Б. М. Смирнов Физические процессы в газовых лазерах. М.: Энергоатомиздат, 1985. 152 с.
- А. К. Пикаев С. А. Кабакчи Реакционная способность первичных продуктов радиолиза воды: Справочник. М. Энергоиздат, 1982. 280 с.
- В. JI. Тальрозе, Р. Д. Джейкоб, A. JL Барлингейм, М. А. Болдуин Лазерная десорбционно-ионизационная масс спектрометрия комплексных солей цезия, ртути и иода.// Химическая физика. 2002. Т.21. № 4. С.6−17.
- В. И. Ксензенко, Д. С. Стасиевич Технологии брома и йода и их соединений. М.: 1979.
- Г. Пиментел, Р. Спратли Как квантовая механика объясняет химическую связь. М.: Мир. 1973. 332 с.
- Выражаю благодарность за неоценимую помощь в работе своего научного руководителя доктора химических наук профессора Максимова Александра Ивановича, а также доценту кафедры ТП МЭТ ИГХТУ кандидату химических наук Титову Валерию Александровичу.