Деструкция органических красителей различных классов в водных растворах под действием диафрагменного, торцевого разрядов и озона

• Автор: Субботкина, Ирина Николаевна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 116 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Введение

1Л. Варианты объединения газового разряда с раствором электролита

1.2. Виды разрядов с электролитным катодом

1.2.1. Тлеющий разряд

1.2.2. Скользящий разряд

1.2.3. Коронный разряд

1.2.4. Барьерный разряд

1.2.5. Диафрагменный разряд

1.2.6. Торцевой разряд
1.3. Химически активные частицы (окислители), генерируемые электрическими разрядами атмосферного давления в растворах электролитов
1.3.1. Гидроксил-радикал и радикал НО)
1.3.2. Пероксид водорода
1.3.3. Озон
1.4. Окисление фенола и других ароматических соединений в плазменнорастворных системах
1.5. Окисление красителей в водных растворах в плазменно-растворных системах
Заключение. Постановка задач исследований.
ГЛАВА 2. МЕТОДИКИ ЭКСТПЕРИМЕНТОВ
2.1. Описание экспериментальной установки
2.2. Объекты исследований
2.3. Методы химического анализа
2.3.1. Количественный анализ
2.3.2. Качественный анализ

2.3.3. Физико-химические методы анализа 50 ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЯ
3.1. Водорастворимые красители
ЗЛЛ. Общие закономерности деструкции красителей под действием диафрагменного и торцевого разрядов
ЗЛ.2. Гипотезы механизмов разложения молекул красителей под действием диафрагменного и торцевого разрядов
3.1.3. Действие озона на растворы красителей
3.1.4. Совместное действие разрядов и озона на растворы красителей
3.1.5. Оценка скоростей деструкции красителей
3.1.6. Сравнение диафрагменного и торцевого разрядов
3.1.7. Влияние начальной концентрации красителей на степень их деструкции
3.1.8. Влияние начального значения pH растворов красителей на степень их деструкции
3.1.9. Предварительная активация растворов электролитов
3.1.10. Явление пост-эффекта
3.2. Дисперсные красители
3.3. Возможность применения диафрагменного и торцевого разрядов для очистки сточных вод промышленного предприятия
ВЫВОДЫ
Список литературы

ВВЕДЕНИЕ
Окислительные процессы, которые инициируются газовыми разрядами, возбуждаемыми в объеме раствора, либо над его поверхностью, представляют большой интерес с точки зрения возможных практических применений. Одним из таких приложений является разрушение органических молекул, которые могут выступать в качестве загрязнителей. Разряды, возбуждаемые в объеме раствора, имеют ряд преимуществ. Такие разряды приводят к генерации активных частиц, УФ-излучения, а также к механической активации раствора, обусловленной кавитационными явлениями. Возникающие в объеме конвективные потоки способствуют быстрому переносу активных частиц и реагентов в жидкой фазе. К разрядам, возбуждаемым в объеме жидкости, относятся, в частности, диафрагменный и торцевой разряды, химическое действие которых на сегодняшний день мало изучено. В связи с этим выяснение физико-химических закономерностей деструкции органических соединений в водных растворах под действием диафрагменного и торцевого разрядов является актуальной задачей.
Работа выполнена в соответствии с основными направлениями фундаментальных исследований РАЕ! в рамках планов научных исследований ИХР РАН по теме «Формирование структуры и свойств жидкофазных дисперсных систем и наноматериалов с использованием химических и физических воздействий» (№ гос. Регистрации 01.2.00950829), а также при поддержке индивидуального гранта по программе УМНИК (проект №7644) и гранта РФФИ № 12-03-31297.
Научная новизна. Впервые выявлены кинетические закономерности деструкции красителей метиленового голубого и активного ярко-красного 6С в водных растворах под действием диафрагменного и торцевого разрядов, а также при совместном действии этих разрядов с озоном, генерируемым в коронном разряде. Предложен вероятный механизм окислительной деструкции молекул красителей, инициированной действием газовых разрядов.

Таблица 1.9 Основные результаты по действию плазменно-растворных систем на органические красители.
Краситель Условия обработки Основные результаты Ссылки
Активный ярко-голубой КХ Г азовый разряд с металлическими электродами: 1=20 мА, Р=100 Па. Тлеющий разряд с электролитным катодом: 1=20 мА, и=1-1,5 кВ. Коронный разряд: 1=20 мкА, и=10 кВ. -Контактный разряд в объеме раствора: 1=200 мА, и=500 В. Определено, что по сравнению с плазменнорастворными системами, в которых основными окислительными агентами являются пероксид водорода (тлеющий и контактный тлеющий разряды) и озон (коронный разряд), вакуумная плазма менее эффективно разрушает хромофорную группу красителя. Авторы связывают этот эффект с тем, что в плазменно-растворных системах генерация химически активных частиц протекает непосредственно в растворе, содержащем краситель. [81]