СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТЛЕЮЩЕГО РАЗРЯДА НАД ВОДНЫМИ РАСТВОРАМИ АНИОНАКТИВНЫХ И КАТИОНАКТИВНЫХ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ
Аннотация
В работе приводятся результаты экспериментальных исследований электрофизических характеристик разрядов, горящих в атмосфере воздуха при нормальных условиях между медным игольчатым анодом и водными растворами катионактивного поверхностно-активного вещества (ПАВ) октодецил триметил хлорида аммония (C12H46ClN, ОХА, AOTC) и анионактивного ПАВ лаурилсульфат натрия (C12H25SO4Na, ЛСН, SLS). Приводится сравнение полученных данных с известными результатами для разрядов схожего типа, горящих над дистиллированной водой и растворами других органических соединений. В диапазоне концентраций 5·10-3-10 г/л и тока разряда 20-100 мА изучена феноменология горения разряда, определены плотности тока и мощности, вкладываемые в разряд, катодные падения потенциала, колебательная температура молекул N2(C3Πu), газовые температуры, рассчитаны приведенные напряженности электрического поля. Показано, что рост концентрации ЛСН в растворе сопровождается изменением окраски разряда, вследствие переноса в газовую фазу из раствора атомов Na, в то время как для ОХА появления в спектре излучения новых линий или полос излучения не наблюдается. Установлено, что катодные падения потенциала для разряда над катионактивным ПАВ систематически ниже, чем над анионактивным. Температуры нейтральной компоненты и колебательные в пределах погрешности эксперимента не зависят от типа раствора. Приведенные напряженности электрического поля лежат в диапазоне 10-15 Тд, падают с ростом концентрации раствора, растут с увеличением тока разряда, и не зависят от типа ПАВ в растворе.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Литература
Jiang B., Zheng J., Qiu S., Wu M., Zhang Q., Yan Z., Xue Q. Review on electrical discharge plasma technology for wastewater remediation. Chem. Eng. J. 2014. V. 236. P. 348-368.
Choukourov A.L., Manukyan A.S., Shutov D.A., Rybkin V.V. Physico-chemical properties of dc current dis-charge plasma with liquid cathode. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2016. V. 59. N 12. P. 4−16.
Rybkin V.V., Shutov D.A. Atmospheric-pressure electric discharge as an instrument of chemical activation of water solutions. Plasma Physics Reports. 2017. V.43. N 11. P. 1089–1113.
Titov V.A., Rybkin V.V., Maximov A.I., Choi H.-S. Characteristics of atmospheric pressure glow discharge with aqueous electrolyte cathode. Plasma Chem. Plasma Process. 2005. V. 25. N 5. P. 503-518.
Shutov D.A., Konovalov A.S., Isakina А.А., Bobkova E.S. Destruction of Sulfonol in Its Aqueous Solutions by Contact Glow Discharge Treatment: 1. Product Formation Kinetics. High Energy Chemistry. 2013. V. 47. N 4. P. 201–204.
Shutov D.A., Ol’khova E.O., Kostyleva A.N., Bobkova E.S. Destruction of Sodium Lauryl Sulfate in Its Aqueous Solutions by Contact Glow Discharge Treatment. High Energy Chemistry. 2014. V. 48. N 5. P. 343–345.
Zhang J. Remove of phenolic compounds in water by low temperature plasma: a review of current research. J. Water Resource and Protection. 2009. V. 2. P. 99-109.
Bobkova E.S., Grinevich V.I., Isakina A.A., Rybkin V.V. Decomposition of organic substances in aqeous solutions under action of electric discharges of atmospheric pressure. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2011. V. 54. N 6. P. 3-17 (in Russian).
Brisset J.-L., Fanmoe J., Hnatiuc E. Degradation of surfactant by cold plasma treatment. J. Env. Chem. Eng. 2016. V. 4. N 1. P. 385-387.
Tichonovas M., Krugly E., Racys V., Hippler R., Kauneliene V., Stasiulaitiene I., Martuzevicius D. Deg-radation of various textile dyes as wastewater pollutants under dielectric barrier discharge plasma treatment. Chem. Eng. J. 2013. V. 229. P. 9-19.
Shutov D.A., Bogdanov P.V., Pleskunov P.L. destruction of organic dyes in aqueous solution by low-temperature plasma jet treatment. High Energy. 2016. V. 50. N 1. P. 77-81.
Shutov D.A., Smirnov S.A., Bobkova E.S., Rybkin V.V. Ionization mechanism and chemical composition of an argon dc discharge with water cathode. Plasma Chem. Plasma Process. 2015. V. 35. N 1. P. 107-132.
Smirnov S.A., Shutov D.A., Rybkin V.V., Bobkova E.S. Physical parameters and chemical composition of a nitrogen dc discharge with water cathode. Plasma Chem. Plasma Process. 2015. V. 35. N 4. P. 639-657.
Smirnov S.A., Shutov D.A., Rybkin V.V., Bobkova E.S. Chemical composition, physical properties and populating mechanism of some O(I) states for a dc discharge in oxygen with water cathode. Plasma Chem. Plasma Process. 2016. V. 36. N 2. P. 415-436.
Konovalov A.S., Golubev S.N., Ivanov A.N., Shutov D.A., Smirnov S.A., Rybkin V.V. Parameters of low pressure plasma with liquid cathode in air atmosphere. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2012. V. 55. N 12. P. 55−58 (in Russian).
Surfactants. Handbook. Ed. by M.Yu. Pletnev. М.: OOO “Firma Klavel”. 2002. 768 p. (in Russian).
Tan Xiaofeng. Diatomic: A Spectral Simulation Program for Diatomic Molecules on Windows Platforms: Release 1.28. Baltimore, Maryland, United States: Johns Hopkins University. 2004. http://www.cyber-wit.com.
Ochkin V.N. Spectroscopy of low-temperature plasma. М.: Pizmatlit, 2010. 589 p. (in Russian).
Shutov D.A., Konovalov A.S., Dronik V.D. Characteristics of Atmospheric Pressure DC Discharge above Sulfonol Water Solutions. High Temperature. 2014. V. 52. N 5. P. 627–632.
Shutov D.A., Smirnov S.A., Konovalov A.S., Ivanov A.N. Modeling of the Chemical Composition of DC At-mospheric Pressure Air Discharge Plasma in Contact with Aqueous Solutions of Sodium Dodecylbenzenesulfonate. High Temperature. 2016. V. 54. N 4. P. 483–487.
Shutov D.A., Konovalov A.S., Isakina A.A., Bobkova E.S. Destruction of sulfonol in its aqueous solutions by contact glow discharge treatment: 2. Mechanisms and ki-netic simulation. High Energy Chemistry. 2013. V. 47. N 5. P. 258-261.
