Кинетика и механизмы процессов деструкции органических соединений, растворенных в воде, в диэлектрическом барьерном разряде

• Автор: Исакина, Анастасия Андреевна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 130 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Особенности разрядов атмосферного давления с жидкими электродами

1.2. Виды разрядов, используемые для разложения органических веществ

1.3. Химичсскиактивные частицы в разрядах атмосферного давления с жидкими электродами
1.4. Исследования кинетики разложения органических соединений в электрических разрядах

1.5. Моделирование кинетики деструкции органических веществ в разряде

1.6. Постановка задачи

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

2.1. Описание экспериментальной установки

2.2. Выбор объектов исследования
2.3. Методика нанесения катализаторов на гидрофильный материал стеклоткань.
2.4. Методики определения концентраций продуктов, образующихся при обработке модельных растворов.
2.5. Формулировка модели
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Обсуждение кинетической модели.
3.2. Деструкция органических соединений, растворенных в воде, в ДЬР
3.3. Деструкция органических соединений, растворенных в воде, в
3.4. Моделирование разложения органических веществ в ДБР
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЯ


Образующиеся возбужденные частицы, продукты их диссоциации, ионы начинают реагировать между собой, формируя состав активных частиц. Ввиду того, что доля энергии, теряемая электроном при столкновении с тяжелой частицей, невелика и составляет тМте и М масса электрона и тяжелой частицы соответственно, электроны набирают в поле энергию, гораздо большую, чем поступательная энергия атомов и молекул. Под действием плазмы газ химически активируется. Часть возбужденных молекул, атомов, радикалов и ионов реагирует с поверхностью раствора, взаимодейс твуя с веществами, содержащимися в нем 4,5. Рис. Типичные значения средней энергии электронов составляют несколько эВ 6, тогда как газовые температуры существенно ниже 7. Примеры расчетов и измерений для разряда постоянного тока, горящего над поверхностью катода из дистиллированной воды, в сопоставлении с максвеллбольцмановскими распределениями приведены на рис. Видно, что поступательные степени свободы характеризуются температурой, эквивалентной 0. В, эффективные колебательные температуры составляют 0. В и выше, чем поступательные. Более того, для разных молекул и разных типов колебаний они разные. Средние энергии электронов находятся на уровне 1 эВ, а функции распределения элекгронов по энергиям ФРЭЭ и функции распределения частиц по внутренним степеням свободы становятся также неравновесными, немаксвеллбольцмановскими. В. 0Н2О 2. Рис. ФРЭЭУев плазме разряда атмосферного давления в воздухе, горящего над поверхностью жидкого катода из дистиллированной воды. Г расчет для состава газа, соответствующего сухому воздуху, 2,2 для воздуха, содержащего водяного пара. Г,2 максвелловские ФРЭЭ с той же средней энергией. Нормировка ФРЭЭ
ус 1. Ток разряда мА. Разрядное устройство см. Рис. Распределение молекул по колебательным уровням основных электронных состояний. Ы2Х, Х, Н2О0Ю, Н2ОЮ0 и Н2О1 соответственно. V номер колебательного уровня. Рис. Температуры газа 2 и эффективные колебательные температуры 1 состояния Ы2С3Пи. Условия те же, что и для рис. В0 К. По этой причине концентрации возбужденных частиц, атомов и радикалов существенно превышают равновесные при той же газовой температуре. Большие энергии электронов, отсутствие правил запрета обусловливают низкую селективность плазмохимических процессов, то есть возможность осуществления всех возможных реакций. Эта специфика является общей для плазмохимических и радиационнохимических процессов, но отличает их от фотохимических. Если сравнивать плазмохимические и радиационнохимические системы, то в последних энергии частиц гораздо выше. Поэтому в них первичными процессами являются преимущественно процессы ионизации, а нейтральные активные частицы образуются во вторичных реакциях. Для плазмохимических систем вклад заряженных частиц значительно меньше. В этом смысле плазмохимические системы сходны с системами с фотохимическим возбуждением. Если разряд, создающий контактирующую с раствором плазму, не замыкается на проводящий раствор, его активирующее действие может быть вызвано лишь теми из генерируемых в плазме активных частиц, которые могут достичь поверхности раствора и перейти в него. Реально ими могут быть лишь стабильные нейтральные активные частицы, такие как озон и метастабильные возбужденные молекулы, ионы, а также кванты УФ излучения. Жидкая фаза не является инертной в отношении свойств разряда. Реально разряд горит не в среде исходного плазмообразующего газа, а в смеси, в состав которой обязательно входят пары воды, а также продукты, выделяющиеся из жидкой фазы. В частности, как этой следует из рис. ФРЭЭ. То есть разрядная система является самосогласованной свойства разряда, определяющие его химическую активность, сами зависят от скоростей физических испарение воды и химических процессов. В случае, когда раствор является катодом разряда, его поверхность подвергается бомбардировке положительными ионами, ускоренными в катодном падении потенциала. Величины катодных падений существенны и достигают сотен вольт 9 рис. В этом случае в воде должны происходить процессы, подобные тем, которые происходят при действии на нее ионизирующих излучений.