Т. 326, № 10

Деструкция органических соединений в газовой и жидкой средах в плазме СВЧ-разряда

Представлены результаты экспериментального исследования деструкции органических соединений в газовых и жидких средах с использованием плазмы СВЧ-разряда атмосферного давления. Разработан СВЧ-плазмотрон волноводного типа на частоте 2,45 ГГц, мощностью до 3 кВт, используемый в качестве источника плазмы разряда. В качестве газовой среды использовался углеводородный газ, жидкой средой были водные растворы метиленового голубого и более сложные органические соединение в виде гуминовых веществ. Исследования выполнены для продвижения разработанного плазмотрона в технологиях утилизации отходов, очистки жидких сред от вредных веществ, получении новых материалов и модификации поверхности материалов. Цель работы: исследовать процесс деструкции углеводородного газа и растворов метиленового голубого и гуминовых веществ при взаимодействии с плазмой СВЧ-разряда при атмосферном давлении. Методы исследования: оптическая спектроскопия, фотоколориметрия, аналитическая химия, рН-метрия. Результаты. В результате деструкции молекул природного газа в плазме СВЧ-разряда обнаружены такие вещества, как водород, ацетилен, этилен, наноструктурированный углеродный материал. Показано, что добавление в природный газ азота повышает степень деструкции молекул природного газа и обеспечивает стабильную работу плазмотрона, при этом степень деструкции достигает 70 %. В экспериментах по деструкции органических соединений водных растворов в качестве плазмообразующих газов были использованы воздух и аргон. С помощью обратимого окислительно-восстановительного индикатора метиленового голубого показано, что процесс деструкции органических веществ в плазме СВЧ-разряда основан на протекании окислительно-восстановительных реакций. Установлено, что наибольшая эффективность деструкции метиленового голубого в растворе происходит при использовании плазмообразующего газа воздуха, что приводит к снижению интенсивности поглощения в видимой области спектра при 590 нм. Предложен механизм деструкции исследуемых органических соединений в водных растворах при воздействии плазмы СВЧ-разряда.

Ключевые слова:

электронный ресурс, труды учёных ТПУ, деструкция, органические соединения, плазма, сверхвысокочастотные разряды, СВЧ-разряды, СВЧ-плазмотроны, углеводородные газы, водные растворы, метиленовый голубой, гуминовые вещества,

Авторы:

Жерлицын Алексей Григорьевич

Шиян Владимир Петрович

Шиян Людмила Николаевна

Магомадова Седа Османовна

Скачать PDF