ОЧИСТКА ВОЗДУХА ОТ ФОРМАЛЬДЕГИДА АКТИВНЫМИ ЧАСТИЦАМИ БАРЬЕРНОГО РАЗРЯДА

Авторы

  • Артём Евгеньевич Ефимов Ивановский государственный химико-технологический университет
  • Андрей Германович Бубнов Ивановский государственный химико-технологический университет

DOI:

https://doi.org/10.24852/2411-7374.2023.1.38.44

Ключевые слова:

активные частицы плазмы, формальдегид, очистка, степень превращения, диэлектрический барьерный разряд, летучие органические соединения

Аннотация

Оценены концентрации основных активных частиц плазмы диэлектрического барьерного разряда, позволяющих разложить молекулы формальдегида в среде воздуха. Исследована зависимость их концентрации от некоторых параметров плазмы. Показано, что степень превращения формальдегида достигает 99 % при повышении значения вкладываемой в разряд мощности и, соответственно, увеличении концентрации атомарного кислорода в основном состоянии. Найдено, что главными стабильными продуктами деструкции формальдегида являются CO2, CO и Н2О.

Список литературы

  1. Гриневич В.И., Максимов А.И. Травление полимеров в низкотемпературной плазме // Применение низкотемпературной плазмы в химии / Под ред. Л.С. Полака. М.: Наука, 1981. С. 135–169.
  2. Гриневич В.И., Максимов А.И., Рыбкин В.В. Концентрации электронов, O2(b1Sg+) и O(3P) в кислородном разряде пониженного давления // Журнал физической химии. 1982. Т. 61, №5. С. 1279–1280.
  3. Гущин А. А., Гриневич В. И., Козлов А. А., Извекова Т. В., Квиткова Е. Ю., Рыбкин В. В. Кинетические закономерности деструкции 1,4-дихлорбензола в диэлектрическом барьерном разряде атмосферного давления в кислороде // Химия высоких энергий. 2020. Т. 54, № 1. C. 73–77. doi 10.31857/S0023119320010064.
  4. Ефимов А.Е., Бубнов А.Г. Надёжность очистки воздуха от паров муравьиной кислоты в реакторе с диэлектрическим барьерным разрядом // Российский журнал прикладной экологии. 2022. №3. C. 43–49. doi: 10.24852/2411-7374.2022.3.44.50.
  5. Кайряк С.В., Гриневич В.И., Костров В.В. Окисление бензола в плазме барьерного разряда // Известия высших учебных заведений. Сер.: Химия и химическая технология. 2000. Т. 43, №6. С. 68–72.
  6. Лебедев Ю.А. Введение в плазмохимию // Тезисы докл. электронной Школы плазмохимии для молодых учёных России и стран СНГ. Иваново [Электронный ресурс] URL:\\https://www.isuct.ru/conf/plasma/LECTIONS/Lebedev_lection.html.
  7. Лунин В.В., Попович С.Н., Ткаченко С.Н. Физическая химия озона. М: Изд-во МГУ, 1998. 480 c.
  8. О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2020 году. Государственный доклад. М.: Минприроды России; МГУ им. М.В. Ломоносова. 2021. 864 с.
  9. Плазменная технология в производстве СБИС / Под ред. Н. Айнспрука, Д. Брауна. М.: Мир, 1987. 470 с.
  10. Пшежецкий С.Я., Дмитриев М.Т. Радиационные физико-химические процессы в воздушной среде. М.: Атомиздат, 1978. 184 с.
  11. Рыбкин В.В. Физическая химия процессов в системе неравновесная плазма кислорода – полимер. Дисс. … докт. хим. наук. Иваново, 2000. 286 с.
  12. Самойлович В.Г., Гибалов В.И., Козлов К.В. Физическая химия барьерного разряда. М.: Изд-во МГУ, 1989. 176 с.
  13. Сборник временных отраслевых методик для определения загрязнения веществ в атмосферном воздухе в районах размещения предприятий нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Ч. I и II. М.: Госкомитет СССР по гидрометеорологии и здравоохранению, 1985. 351 с.
  14. Суровов A.M., Бубнов А.Г. Экоаналитический контроль процесса очистки воздуха от формальдегида в диэлектрическом барьерном разряде // Современные наукоемкие технологии. Региональное приложение. 2012. Т. 2, №2. С. 87–94.
  15. Хаксли Л., Кромптон Р. Диффузия и дрейф электронов в газах. М.: Мир. 1977. 672 с.
  16. Cook J.M. Downstream plasma etching and stripping // Solid state technology. 1987. Vol. 30, №4. P. 147–151.
  17. Gou Y., Zhang H., E J.L. Влияние изменения частоты на диэлектрический барьерный разряд в смеси гелия с кислородом при переходе от множественных к одиночному пробою на полупериоде // Физика плазмы. 2019. Т. 45, №11. C. 1041–1047. doi: 10.1134/S0367292119100056.
  18. Moss S.J. Polymer degradation in reactive gas plasmas // Polymer degradation and stability 1987. Vol. 17, iss. 3. P. 205–222.
  19. Fridman A. Plasma Chemistry. Cambridge University Press, 2008. 978 p. doi: 10.1017/CBO9780511546075.
  20. Sabadil H., Bachmann P., Kastelewicz H. Reactionskinetik der Ozonbildung in der Sauerstoffglimmentladung // Beitr. Plasmaphys. 1980. Bd. 20. №4. P. 283–295.
  21. Storch D.M., Kushner M.J. Destruction mechanisms for formaldehyde in atmospheric pressure low temperature plasmas // Journal of applied physics. 1993. Vol. 73, №1. P. 51–55. doi: 10.1063/1.353828.

Библиографические ссылки

Grinevich V.I., Maksimov A.I. Travlenie polimerov v nizkotemperaturnoj plazme [Etching of polymers in low-temperature plasma] // Primenenie nizkotemperaturnoj plazmy v himii [Application of low-temperature plasma in chemistry] / ed. L.S. Polak. Moscow: Nauka, 1981. P. 135–169.

Grinevich V.I., Maksimov A.I., Rybkin V.V. Koncentracii elektronov, O2(b1g+) i O(3P) v kislorodnom razryade ponizhennogo davleniya [Concentrations of electrons, O2(b1g+) and O(3P) in a low-pressure oxygen discharge] // Zhurnal fizicheskoj himii [Journal of physical chemistry]. 1982. Vol. 61, No 5. P. 1279–1280.

Gushchin A.A., Grinevich V.I., Kozlov A.A., Izvekova T.V., Kvitkova E.U., Rybkin V.V. Kinetic regularities of the destruction of 1,4-dichlorobenzene in an atmospheric pressure dielectric barrier discharge in oxygen // High energy chemistry. 2020. Vol. 54, No 1. P. 73–77. doi 10.31857/S0023119320010064.

Efimov A.E., Bubnov A.G. Nadyozhnost ochistki vozduha ot parov murav'inoj kisloty v reaktore s dielektricheskim barernym razryadom [Reliability of air treatment from formic acid vapor in a reactor with a dielectric barrier discharge] // Rossijskij zhurnal prikladnoj ekologii [Russian Journal of Applied Ecology]. 2022. No 3. P. 43–49. doi: 10.24852/2411-7374.2022.3.44.50.

Kajryak S.V., Grinevich V.I., Kostrov V.V. Okislenie benzola v plazme bar'ernogo razryada [Oxidation of benzene in barrier discharge plasma] // Izvestiya vysshih uchebnyh zavedenij. Ser.: Himiya i himicheskaya tekhnologiya [News of higher educational institutions. Series: Chemistry and chemical technology]. 2000. Vol. 43, No 6. P. 68–72.

Lebedev Yu.A. Vvedenie v plazmohimiyu [Introduction to plasma chemistry] // Tezisy dokl. elektronnoj Shkoly plazmohimii dlya molodyh uchyonyh Rossii i stran SNG [Abstracts of the electronic School of plasma chemistry for young scientists in Russia and the CIS]. [Electronic resource]. https://www.isuct.ru/conf/plasma/LECTIONS/Lebedev_lection.html.

Lunin V.V., Popovich S.N., Tkachenko S.N. Fizicheskay ahimiya ozona [Physical chemistry of ozone]. Moscow: Moscow State University, 1998. 480 p.

O sostoyanii i ob ohrane okruzhayushchej sredy Rossijskoj Federacii v 2020 godu [On the state and environmental protection of the Russian Federation in 2020]. Gosudarstvennyj doklad. Moscow, 2021. 864 p.

Plazmennaya tekhnologiya v proizvodstve SBIS [Plasma processing for VLSI] / ed. N. Ajnspruk, D. Braun. Moscow: Mir, 1987. 470 p.

Pshezheckij S.Ya., Dmitriev M.T. Radiacionnye fiziko-himicheskie processy v vozdushnoj srede [Radiation physical and chemical processes in the air]. Moscow: Atomizdat, 1978, 184 p.

Rybkin V.V. Fizicheskaya himiya processov v sisteme neravnovesnaya plazma kisloroda-polimer [Physical chemistry of processes in the nonequilibrium oxygen-polymer plasma system]: DSc (Dr. of Chem) thesis. Ivanovo, 2000. 286 p.

Samojlovich V.G., Gibalov V.I., Kozlov K.V. Fizicheskaya himiya bar'ernogo razryada [Physical chemistry of barrier discharge]. Moscow: Moscow State University, 1989. 176 p.

Sbornik vremennyh otraslevyh metodik dlya opredeleniya zagryazneniya veshchestv v atmosfernom vozduhe v rajonah razmeshcheniya predpriyatij neftepererabatyvayushchej i neftekhimicheskoj promyshlennosti [Collection of temporary industry techniques for determining the pollution of substances in the atmospheric air in the areas of the oil refining and petrochemical industry]. Part I, II. Moscow, 1985. 351 p.

Surovov A.M., Bubnov A.G. Ekoanaliticheskij kontrol processa ochistki vozduha ot formal'degida v dielektricheskom bar'ernom razryade [Ecoanalytical control of the air purification process from formaldehyde in a dielectric barrier discharge] // Sovremennye naukoemkie tekhnologii. Regional'noe prilozhenie [Modern high technologies. Regional Application]. 2012. Vol. 2, No 2. P. 87–94.

Haksli L., Krompton R. Diffuziya i drejf elektronov v gazah [Diffusion and drift of electrons in gases]. Moscow: Mir, 1977. 672 p.

Cook J.M. Downstream plasma etching and stripping // Solid State Technology. 1987. Vol. 30б No 4. P. 147–151.

Gou Y., Zhang H., E J. L. Vliyanie izmeneniya chastoty na dielektricheskij bar'ernyj razryad v smesi geliya s kislorodom pri perekhode ot mnozhestvennyh k odinochnomu proboyu na poluperiode [The effect of frequency changes on the dielectric barrier discharge in a mixture of helium and oxygen during the transition from multiple to single breakdown at half-life] // Fizika plazmy [Plasma Physics]. 2019. Vol. 45, No 11. P. 1041–1047. doi: 10.1134/S0367292119100056.

Moss S.J. Polymer degradation in reactive gas plasmas // Polymer degradation and stability 1987. Vol. 17, iss. 3. P. 205–222.

Fridman A. Plasma Chemistry. Cambridge University Press, 2008. 978 p. doi: 10.1017/CBO9780511546075.

Sabadil H., Bachmann P., Kastelewicz H. Reactionskinetik der Ozonbildung in der Sauerstoffglimmentladung // Beitr. Plasmaphys. 1980. Bd. 20. No 4. P. 283–295.

Storch D.M., Kushner M.J. Destruction mechanisms for formaldehyde in atmospheric pressure low temperature plasmas // Journal of applied physics. 1993. Vol. 73, No 1. P. 51–55. doi: 10.1063/1.353828.

Загрузки

Опубликован

2023-03-30

Как цитировать

Ефимов, А. Е., & Бубнов, А. Г. (2023). ОЧИСТКА ВОЗДУХА ОТ ФОРМАЛЬДЕГИДА АКТИВНЫМИ ЧАСТИЦАМИ БАРЬЕРНОГО РАЗРЯДА. Российский журнал прикладной экологии, (1), 38–44. https://doi.org/10.24852/2411-7374.2023.1.38.44

Выпуск

Раздел

Экологическая безопасность