Физико-химические закономерности инициирования окислительных процессов в растворах электролитов стационарным и скользящим разрядами
Спектральным методом систематически исследована температура газа в плазме тлеющего разряда с электролитным катодом, показано, что изменение состава раствора и тока разряда (в диапазоне 15−40 мА) практически не влияет на температуру газа, составляющую около 1600 К. Показано, что химический состав плазмы над раствором определяется неравновесным переносом из раствора в газовую фазу растворителя… Читать ещё >
Содержание
- Глава 1. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ПРИМЕНЕНИЙ СИСТЕМЫ ПЛАЗМА-РАСТВОР
- Высокие технологии — наукоемкие технологии, использующие современные физические принципы. Место плазменно-растворных систем
- Активируемые газовым разрядом химические процессы в растворах и возможности их технологических применений
- 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 активационных процессов в плазменно-растворной системе
- 1. 2. 3. Основные проблемы исследований физической химии плазменно-растворных систем
- 1. 2. 4. Физические свойства тлеющего разряда атмосферного давления с электролитными электродами
- 1. 2. 5. Влияние плазменной обработки на физико-химические свойства раствора
- 1. 2. 6. Возможности переноса растворенного вещества в газовую фазу не капельно-жидким путем)
- 1. 2. 7. Химические процессы, инициируемые плазмой в растворе
- 1. 3. Возможности и перспективы плазменного инициирования гетерогенных технологических процессов в водных растворах
- 1. 3. 1. Возможности использования плазменного активирования технологических процессов в целлюлозно-бумажной промышленности
- 1. 3. 2. Использование плазменно-растворных систем для очистки воды
- 2. 1. Разрядные ячейки, способы возбуждения стационарного и скользящего разрядов
- 2. 2. Оценки основных каналов рассеяния энергии разряда в нестационарном режиме
- 2. 3. Спектрофотометрические измерения
- 2. 4. Спектральные исследования излучения тлеющего разряда с электролитным катодом
- 2. 5. Способы обработки и представления экспериментальных данных
- 3. 1. Физические свойства системы тлеющий разряд атмосферного давления — раствор электролита
- 3. 1. 1. Излучение тлеющего разряда с электролитным катодом и температура газа в зоне плазмы
- 3. 1. 2. Изменение проводимости растворов под действием тлеющего разряда
- 3. 2. Генерация пероксида водорода в растворах электролитов, под действием газового разряда
- 3. 3. Инициируемое газовым разрядом окисление органических соединений в водном растворе
- 3. 3. 1. Влияние газового разряда на спектры поглощения органических соединений в воде
- 3. 3. 2. Основные кинетические закономерности деструкции красителя монохлортриазинового синего по действием газового разряда
- 3. 4. Окисление неорганических ионов в водном растворе, инициируемое стационарным тлеющим разрядом
3.5 Влияние способа возбуждения газового разряда на эффективность инициирования химических реакций в растворах. Сравнительное исследование физико — химических эффектов стационарного и скользящего разрядов между металлическим и электролитным электродами
3.5.1 Возможность переноса растворенного вещества из раствора в плазму
3.5.2 Окислительные процессы, инициируемые в водных растворах скользящей дугой
3.5.3 Результаты сравнительных исследований стационарного и скользящего разрядов
3.6 Плазменное активирование технологических процессов в растворах
3.6.1 Плазменное модифицирование крахмального клейстеа
3.6.2 Плазменная обработка целлюлозосодержащих материалов материалов в водных расворах. Облагораживание текстильных материалов
Список литературы
- Дьюли У. Лазерная технология и анализ материалов, — М.: Мир, 1986.- 504 с.
- Реди Д. Промышленное применение лазеров,— М.: Мир, 1981.- 638с.
- Данилин Б.С., Киреев В. Ю. Применение низкотемпературной плазмы для травления и очистки материалов, — М.: Энергоатомиздат, 1987, — 264с.
- Плазменная технология в производстве СБИС / Под ред. Н. Айнспрука, Д. Брауна,-М.: Мир, 1987, — 469с.
- Данилин Б.С., Киреев В. Ю. Ионное травление микроструктур,— М.: Советское радио, 1979, — 104 с.
- Киреев В.Ю., Данилин Б. С., Кузнецов В. И. Плазмохимическое и ионнохимическое травление микроструктур.- М.: Радио и связь, 1983.- 126с.
- Попов В.Ф., Горин Ю. Н. Процессы и устройства электронной техники. М.: Высшая школа. 1988. 255с.
- Максимов А.И. Вакуумные плазмохимические технологии // Плазмохимические технологии. Новосибирск.: Наука. Сиб.Отд.-1991.-С. 336−372.
- Захаров А.Г., Максимов А. И. Экологически чистые плазменные технологии модифицирования и облагораживания текстильных и полимерных материалов // Текстильная химия, — 1998.-№ 1(13).- С.42−46.
- Кутепов А.М., Захаров А. Г., Максимов А. И. Проблемы и перспективы исследований активируемых плазмой технологических процессов в растворах// Докл. АН. -1997.-т. 357, № 6.- С.782−786.
- Наконец В.В., Поляков О. В., Долговесова И. П. Плазменно-электролитическая анодная обработка металлов // Плазмохимические технологии. Новосибирск: Наука. -Сиб. Отд.- 1991, — 168с.
- Гайсин Ф.М., Сон Е.Е. Возникновение и развитие объемного разряда между твердыми и жидкими электродами // Химия плазмы.-Выпуск 16 под ред. Смирнова Б.М.- М, — Энергоатомиздат.- 1990.- С. 256.
- Гайсин Ф.М., Гизатуллина Ф. А. Исследование электрического пробоя в воздухе между электролитом и металлическим электродом. // Низкотемпературная плазма. Сборник статей. Казань, — КАИ, — 1983.-С. 43−51.
- Поляков О.В., Баковец В. В. Некоторые закономерности воздействия микроразрядов на электролит // Химия высоких энергий .- 1983.- Т. 17, № 4, — С. 291−295.
- Дробышевский Э.М., Дунаев Ю. А., Розов С. И. Сферический диафрагменный разряд в электролитах,// Журнал технической физики, — 1973.-Т. 43, № 6.-С. 12 171 221.
- Сапрыкин В.Д. Некоторые проблемы, связанные с электролизом в присутствии низкотемпературной плазмы // Химия и физика низкотемпературной плазмы. Труды I конференции по низкотемпературной плазме.- МГУ, — 1971.- С. 77−80.
- Гайсин Ф.М., Гайсин А. Ф., Галимова Р. К., Даутов Г. Ю., Хакимов Р. Г., Шакиров Ю. И. Обобщенные характеристики парогазового разряда с жидкими электродами. // Электронная обработка материалов, — 1995.- № 1(181).-С.63−65.
- Гайсин Ф.М., Галимова Р. К. Приэлектродные процессы в парогазовых разрядах с нетрадиционными электродами (электролиты) // Физика и техника плазмы. Материалы конференции.- Минск. Беларусь.- 13−15 сент. 1994 г.-Т1.-С.147−150.
- Гайсин Ф.М., Галимова Р. К., Хакимов Р. Г. Электрический разряд, горящий между струей электролита и твердым электродом в технологических процессах // VII конференция по физике газового разряда. Самара. 21−24 июня .-1994.-С.247−248.
- Гайсин Ф.М., Галимова Р. К., Хакимов Р. Г. Парогазовый разряд с нетрадиционнными электродами // Электронная обработка материалов, — 1994.-№ 5, — С. 179
- Приданцев В.Ф., Пивоваров A.A., Меликаев Ю. Н., Куксенко А. Н., Гудова Т. Н. Объемное распределение потенциала в разряде с жидким катодом // Плазмотехнология-95 .Сборник научных трудов,-Запорожье.- 1995.-С. 174−177.
- Баринов Ю.А., Блинов И. О., Дюжев Г. А., Школьник С. М. Экспериментальное исследование разряда с жидкими электродами // Физика и техника плазмы. Материалы конференции.- Минск. Беларусь. 13−15 сент.- 1994.-1.-123−126.
- Chernyak V.Y., Martysh E.V., OPshevski S.V., Evstigneev M.A., Cybulev P.N., Voronin P.N. Plasma-chemical parameters of SSN-discharge with liquid electrode // Плазмотехнология-95 .Сборник научных трудов, — Запорожье, — 1995.-С. 24−27.
- Mazzocchin G.A., Magno F., Bontempelli G. Glow discharge electrolysis on ammonia in aqueous solution // J. Eelectroanal. Chem. -1973, — V.45, N3, — P.471−483.
- Маргулис M.A., Гаврилов B.A. 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.
- Коекин В.К., Красиков Н. И. Воздействие электрического поля на слабопроводягцие водные среды // Электронная обработка материалов, — 1994.- № 4 (178).- С. 43−47.
- Brisset J.L., Lelievre J., Doubla A., Amouroux J. Interactions with aqueous solutions of the air corona products // Revue Phys.Appl.- 1990, — V.25, N6, — P. 535−543.
- Doubla A., Brisset J.L., Amouroux J. Un exemple de substitution nucleophile realisee par voie plasma gazeux: preparation du pentacyanocarbonylferrate (2) // J.Chim.Phys. -1987,-N4, -P. 599−613.
- Brisset J.L., Doubla A., Lelievre J., Amouroux J. Acido-basicite et effet corona: caracterisation a l’aide d’indicateurs colore//Analusis.- 1990.-Y.18, N3.-P. 185−191.
- Alfons Klemenc, Hans F. Hohn. Uber die Vorgange in der Losung und im Gasraum bei der Glimmlichtelectrolyse. // Z. Phys. Chem.- 1931, — Abt.A. Bd. 154,-Heft 5/6. -S. 385 420.
- Alfons Klemenc, Robert Eder, Glimmlichtelectrolyse. YI. Das Verhalten der Chlorsaure, Perchlorsaure und deren Alkalisalze // Z. Phys. Chem. -1937, — Abt.A. Bd. 179.- Heft 1. -S. 1
- Alfons Klemenc, Hans Kaiisch, Glimmlichtelectrolyse. YII. Die Katalitische Reeinflussbarkeit der Elektrodenvorgange insbesondere durch Chlorwasserstoffsaure.// Z. Phys. Chem. -1938, — Bd. A 182, — S. 91−102.
- Alfons Klemenc, Gerhard Heinrich, Glimmlichtelektrolyse. IX. Uber die apolare Knallgasbildung als Folge der Entstehung metastabiler Wassermolekeln // Z. Phys. Chem. 1938, — Bd. A. 183-. S. 217−232.
- Alfons Klemenc, Glimmlichtelektrolyse. X. Die Verwendung des Wechselstromes, // Z. Phys. Chem. -1938.- Bd. A 183. -S. 297−317.
- Davies R.A., Hickling A. Glow-discharge electrolysis. Part 1. The anode formation of hydrogen peroxide in inert electrolytes // J.Chem. Soc.- 1952. P. 3595−3602.
- Hickling A., Ingram M.D. Glow-discharge electrolysis (review)// Journ. Electroanalytical Chemistry. -1964, — V.8. -P. 65−81.
- Denaro A.R., Hough K.O. Glow discharge electrolysis of sulfuric acid solutions // Elrctrochim. acta.- 1972, — V.17, N3, — P.549−559.
- Hickling A. and Ingram M.D. Contact glow dischargw electrolysis // Trans. Farad. Soc. 1964.- Part 4, — P. 783−793.
- Sengupta S.K., Singh O.P. Contact glow discharge electrolysis: a study of its chemical yields in aqueous inert-type electrolytes. Summary // Journal of electroanalytical chemistry.- May 16 1994- .V. 369 N½.- P. l 13−120.
- Sengupta S.K., Singh R, Srivastava A.K. Chemical effects of anodic contact glow discharge electrolysis in aqueous formic acid solutions: Formation of oxalic acid. // Indian journal of chemistry. Section A.- 1995 .-V. 34 .- p. 459.
- Hickling A., Newnes G.R. Glow discharge electrolysis. Part 4. The formation of hydrazine in liquid ammonia//J.Chem. Soc.- 1961.-N 12. -P. 5177−5185.
- Hickling A., Newnes G.R. Glow-discharge electrolysis. Part 5. The contact glow-discharge electrolysis of liquid ammonia// J. Chem. Soc. 1961. N 12. P. 5186−5191.
- Mazzocchin G.A., Bontempelli G., Magno F. Glow discharge electrolysis effect on methanol // J. Electroanal. Chem.- 1973, — v.42, N11.- P. 3698−3702 .
- Almubarak M.A., Wood A. Chemical action of glow-discharge electrolysis on ethanol in aqueous solution // J. Electrochem. Soc., 1977,-v. 124, N9, — P.1356−1361.
- Hickling A., Linacre J.K., Glow discharge electrolysis. Part 2. The anodic oxidation of ferrous sulphate // J.Chem. Soc.- 1954, — N2, -P. 711−720.
- Denaro A.R., Hickling A. Glow dischargw electrolysis in aqueous solutions. // Electrochem. Soc. -1958, — 105, N5.- P. 265−270.
- Hickling A. in I.O.M. Bockris and B.E. Conway (Eds) // Modern Aspects of Electrochemistry, vol. 6. Butterworth. London. -1971.- P. 329.
- Hickling A., Ingram M.D. Glow-discharge electrolysis (review)// Journ. Electroanalytical Chemistry. -1964, — V.8. -P. 65−81.
- Dewhurst H.A., Flagg J.F., Watson P.K. Oxidation of aqueous ferrous sulphate by glow discharge // Journ. Electrochem. Soc.- 1959, — V. 106, N4,-P. 366−367.
- Denaro A.R., Owens P.A. Glow discharge electrolysis of alkaline ferrocianide solutions // Electrochim. acta.- 1968, — V.13, N2, — P.157−166.
- Chabchoub M., J.-L. Brisset J.-L., Czernichowski A. Gliding arc treatment of aqueous solutions near atmospheric pressure // 12th International Symposium on Plasma Chemistry. Proceedings. ISPC 12.1995.- Minneapolis.-V.2.- P.801−806 .
- Denaro A.R., Mitchell A., Richardson M.R. Glow discharge electrolysis of iodide solutions // Electrochem. Acta. -1971.- V.16, N6.- P.755−763.
- Steven C. Goheen, David E. Durham, Margaret McCulloch, William O. Heath The degradation of organic dyes by corona discharge Proc. Second Int. Symp. Chemical oxidation: technology for the ninetees, 1992, February 19−21, p.p. 356−367.
- Goodman J., Hickling A., Schofield B. The yield of hydrated electrons in glow discharge electrolysis // J. Electroanal. Chem.- 1973, — v.48, N2, — P.319−323.
- Бугаенко JI.T., Вольф Е. Г., Калязин Е. П., Ковалев Г. В., Сизиков A.M. Микроразряд в конденсированной фазе на вентильных анодах. // Плазмохимия-90. Ч.1.- М.: ИНХС АН СССР, — 337с, — С. 8−40.
- Sharma А.К., Locke B.R., Arge P., Finney W.C. A preliminary study of pulsed streamer corona discharge for the degradation of phenol in aqueous solutions // Hazardous waste and hazardous materials.- 1993.- V10, N2.-P. 209−219.
- A.A. Joshi, B.R. Locke, P. Arce, W.C. Finney. Formation of hydroxyl radicals, hydrogen peroxide and aqueous electrons by pulsed streamer corona discharge in aqueous solutionJournal of hazardous materials, 1995, 41, 3−30.
- Gady G.H., Emeleus H.J., Title B. Glow discharge electrolysis of liquid SO2 // J Chem. Doc. -I960,-N11, — P. 4138−4145
- Munegumi Т., Shimoyama A., Harada K. Abiotic asparagine formation from simple amino acids by contact glow discharge electrolysis // Chemistry Letters, 1997.- N5,-P.393.-394
- Harada K., Terasawa J, Gunji H. Synthesis of aminoacids by means of contact glow-discharge electrolysis. // Origin Life.- Dortrecht, 1981, — P. 173−180.
- Denaro A.R., Hough K.O., Polymerisation by glow discharge electrolysis // Electrochimica Acta.- 1973, — V.18.-P. 863−868.
- Denaro A.R. A model for glow discharge electrolysis// Eelectrochimica Acta.- 1975.-V.20.- P. 669−673.
- Бабкин B.A., Поблинков Д. Б., Кошилев H.A. и др. Способ обработки гидролизного лигнина.Патент РФ N1810351, 1993.
- В.Г.Горохова, JI.H. Петрушенко и др. Импульсная механо-химическая обработка полимеров растительного происхождения // ДАН.- 1995.- Т.343, — N1.-C. 62−64.
- Н.В. Иванова, А. А. Шишко и др. Воздействие высоковольтных разрядов на водно-щелочные суспензии гидролизного лигнина. ДАН. 1995.-Т. 343, N 4.- 486 488.
- Шведчиков А.П., Белоусова Э. В., Полякова А. В., Понизовский А.З., Гончаров
- B.J1. Удаление органических примесей в водных растворах под действием импульсного разряда// Химия высоких энергий.- 1993.-Т 272№ 1.- С.63−66.
- Шмелев В.М., Евтюхин Н. В., Че Д.О. Стерилизация воды импульсным поверхностным разрядом // Химическая физика.- 1996, — Т.^^Ю .- 140−144.
- Голдаев B.C. Обеззараживание жидких материалов высоковольтным разрядом // Электронная обработка материалов.- 1994, — N2 (176).-С. 70−72.
- Рябинин А.Г. К вопросу об обеззараживании воды с помощью высоковольтного электрического разряда // Электронная обработка материалов, — 1994, — N2 (176).1. C.77−78.
- Мамаев А.И., Мамаева В. А., Выборнова С. Н. Электрохимическая сильноточная очистка и стерилизация медицинских инструментов в растворах.- ДАН.-1996.-Т.346, N5,-С. 610−611.
- Жук Е. Г. Действие импульсных электрических разрядов на микробную клетку // Электронная обработка материалов, — 1971.- N1.- С. 57−59.
- Бретош P.A., Руденко J1.A., Урусов А. Ф. Влияние подводных электроискровых разрядов на стерилизацию сточных вод // Электронная обработка материалов,-1971. -N3.-C. 79−81.
- Зыкина JI.H., Голдаев B.C. Обеззараживание речной воды высоковольтными разрядами // Электронная обработка материалов.- 1974, — N2, — С. 68−71.
- Юткина JI.A., Мельнткова О. Н., Постоев А. К., Земляной А. Ю. О бактерицидных свойствах жидкостей после их электрогидравлической обработки // Электронная обработка материалов. -1978.- N1. С. 67−68.
- Жук Е. Г. Бактерицидные факторы импульсного электрического разряда при обеззараживании воды // Электронная обработка материалов.- 1978, — N4, — С. 8083.
- Бубенцов В.Н., Жук Е.Г., Якунин Ю. В. Исследование влияния электрических параметров импульсного разряда на процесс обеззараживания воды // Электронная обработка материалов. -1983.- N5. С. 42−44.
- Рязанов Н.Д., Перевязкина E.H. Действие обеззараживающих факторов импульсного электрического разряда в воде // Электронная обработка материалов,-1984,-N2, — С. 43−45.
- Юткин JI.A. и др. О бактерицидных свойствах жидкостей после их электрогидравлической обработки // Электронная обработка материалов.- 1978.-N1.-С. 67−68.
- Рычков Ю.М., Лиспо В. А., Кропочева Л. В., Есипок A.B., Война В. В., Упорядочение молекулярной структуры изолирующих жидкостей на границе раздела с электродами// Электронная обработка материалов.- 1994, — N5 (179).- С. 31−32.
- Грановский И.Г., Лавров И. С., Смирнов О. В. Электрообработка жидкостей.- Л.1976.
- Алехин С.А., Курик М. В. Электроактивированные водные растворы.// Электронная обработка материалов.- 1991.- N6.- С. 68−70.
- Летников Ф.А., Кащеева Т. В., Минцас А. Ш. Активированная вода.-Новосибирск.- 1976.
- Сухоносов В.Я. Механизм физико-химических процессов в предразрядной стадии электрического пробоя жидкой воды //Химия высоких энергий, 1994, 28, № 5, 473−474.
- Tanaka Т., Nishio J., Sun. S-T. Collapse of gels in an electric field. // Science.- 1982.-V.218, N 4571.- P. 467−469.
- Brown E.H., Wilhide W.D., Elmore K. Glow discharge electrolysis of phormamide in aqueous solution // J. Org. Chem.- 1962, — v.27, N11.- P.3698−3702.
- Русанов В.Д., Петрусев A.C., Потапкин Б. В., Фридман А.А, Черниховский А., Шапель Ж. О возможности поддержания сильно неравновесной плазмы в дуговых разрядах атмосферного давления // ДАН.-1993.- Т.332, № 3, — С.306−308.
- Пикаев А.К., Кабакчи С. А., Макаров И. Е. Высокотемпературный радиолиз воды и водных растворов.- М.: Энергоатомиздат, 1988.
- Ксензенко В.И., Стасиевич Д. С. Химия и технология брома, иода и их соединений.- М.: Химия, 1979.
- Стриганов А.Р., Свентицкий Н. С. Таблицы спектральных линий нейтральных и ионизованных атомов.- М.: Атомиздат, 1966.- 899 с.
- Пирс Р., Гейдон А. Отождествление молекулярных спектров / Пер. с. англ. Под ред. C.JI. Мандельштама, М. Н. Аленцева.- М.: Изд-во иностр. литер., 1949.- 240 с.
- Словецкий Д.И., Соколов A.C. Об определении вращательной температуры по интенсивности электронно-колебательных полос в спектрах с неразрешенной вращательной структурой // Оптика и спектроскопия, — 1974.- Т.36, № 3.- С.458−461.