Физико-химические закономерности инициирования окислительных процессов в растворах электролитов стационарным и скользящим разрядами

• Автор: Титова, Юлия Вадимовна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 191 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ПРИМЕНЕНИЙ СИСТЕМЫ ПЛАЗМАРАСТВОР.

Высокие технологии наукоемкие технологии, использующие современные физические принципы. Место плазменнорас гворных систем .
Активируемые газовым разрядом химические процессы в растворах и возможности их технолошческих применений

1.1 Введение .

1.2 Физикохимические свойства системы плазмараствор .

1.2.1 Общая характеристика процессов в неравновесной плазме низкого давления и в плазменнорастворной системе

1.2.2 рирода активационных процессов в плазменнорастворной системе

1.2.3 Основные проблемы исследований физической химии плазменнорастворных систем

1.2.4 Физические свойства тлеющего разряда атмосферного давления с электролитными электродами
1.2.5 Влияние плазменной обработки на физикохимические свойства раствора
1.2.6 Возможности переноса растворенного вещества в газовую фазу не капельножидким путем
1.2.7 Химические процессы, инициируемые плазмой в растворе .
Генерация пероксида водорода в растворах электролитов под действием газоразрядной плазмы
Окислительновосстановительные процессы, инициируемые 0вым разрядом в водных растворах неорганически х соединений
Процессы газовыделения
Выход первичных активных частиц при плазменной обработке растворов .
Генерация активных частиц в водных растворах под действием импульсного разряда .
Процессы синтеза органических соединений, инициируемые газовым разрядом в растворах электролитов .
1.3 Возможности и перспективы плазменного инициирования
гетерогенных технологических процессов в водных рас ворах
1.3.1 Возможности использования плазменного активирования технологических процессов в целлюлознобумажной промышленности .
1.3.2 Использование плазменнорастворных систем для очистки воды Глава 2. МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТОВ .
2.1 Разрядные ячейки, способы возбуждения стационарного и
скользящего разрядов
2.2 Оценки основных каналов рассеяния энергии разряда в
нестационарном режиме .
2.3 Спсктрофотометрические измерения
2.4 Спектральные исследования излучения тлеющего разряда с
электролитным катодом .
2.5 Способы обработки и представления экспериментальных данных
Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ
ОБСУЖДЕНИЕ .
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 иод 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 скользящею 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 крахмальною клейстеа
3.6.2 Плазменная обработка целлюлозосодержащих материалов материалов в водных расворах. Облагораживание текстильных материалов
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ .
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


В связи с этим естественное влияние на пробой и горение разряда оказываю размер и форма наружного электрода. Экспериментальные зависимости напряжения пробоя от расстояния между металлическим и электролитным элекгродами приведены на рис. Рис. Эти данные показывают, что при малых расстояниях диаметр наружного электрода сильно влияет на напряжение пробоя. При увеличении межэлектродного зазора это влияние уменьшается, так же как и влияние полярности электродов. Авторы работы объясняют последний факт преимущественным влиянием на развитие пробоя процессов фотоионизации при малом вкладе упРовсссов а катоде эмиссии электронов из раствора. Проведенное в этой работе сопоставление измеренных напряжений пробоя в воздухе при атмосферном давлении с соответствующими характеристиками пробоя между двумя металлическими электродами показали, что первые лежат существенно ниже, и это различие не может быть объяснено деформацией поверхности электролита под действием внешнего электрического ноля. Хотя история наблюдений и описаний разрядов с электролитными элекродами насчитывает более 0 лет, их физика исследована в несравнимо меньшей степени, чем в случае обычных разрядов с металлическими электродами. Следует подчеркнуть, что описаны и в разной степени исследованы разные виды разрядов с жидкостными электродами. Это разряды с одним из электродов чаще всего анодом, расположенным в газовой фазе, микроразряды, возникающие в результате пробоев через слой оксида, покрывающею находящийся в электролите анод, разряды в парогазовой оболочке, окружающей погруженный в раствор металлический электрод и возникающие при высокой плотности тока на соответствующий электрод, а также так называемые диафрагменные разряды, родственные предыдущим и возникающие в сужениях диафрагмах, разделяющих электролитические ячейки И, , . Ниже мы остановимся в основном на первом из упомянутых видов разряда, учитывая, что наиболее важные свойства разных типов разрядов качественно близки. Уже первые исследования этого вида разряда показали, что но своим внешним признакам разряд с электролитным катодом имеет общие черты как с дуговым, так и с тлеющим разрядом между обычными металлическими электродами. Известно, что наиболее существенное различие между тлеющим и дуговым разрядами связано с механизмом эмиссии электронов из катода и величиной катодного падения потенциала. В случае тлеющего разряда это так называемая эмиссия эмиссия электронов из металлического катода под действием ионной бомбардировки и УФквантов. В случае дуговых разрядов наиболее распространена термоэмиссия, но возможна большая роль автоэлектронной эмиссии. Важнейшим следствием разных механизмов эмиссии является большое различие величин катодного падения потенциала. В нормальном тлеющем разряде это сотни вольт, в дуговом десятки или даже единицы вольт. Многочисленные измерения катодною падения потенциала в разрядах с электролитными катодами дают значения до В при малых токах , . Хотя механизм разряда с электролитными электродами пока практически не исследован, считается установленным, что его следует относить к тлеющим разрядам . Исследования физических свойств указанного типа разряда весьма немногочисленны и но своей постановке и уровню полученных результатов далеки от классических исследований разрядов низкого давления с металлическими электродами. Значительная чаегь работ посвящена феноменологии разряда и его электрическим характеристикам , . В ряде работ исследовалось излучение разряда чаще качественно . В небольшом числе работ последних лет использованы методы, разработанные для исследований плазмы низкого давления с металлическими электродами . В работе исследоватся разряд постоянного тока в воздухе при атмосферном давлении. Катодом и анодом служили водные растворы солей различных металлов схема ячейки показана на рис. В экспериментах измерялись волы амперные характеристики разряда. Кроме того, в различных режимах проводились зондовые и оптические измерения. Изза значительных тепловых нагрузок зондовые измерения проводились в режиме стреляющего зонда. Вмкс.