Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов-2021»

Использование диэлектрического барьерного разряда для очистки воды от 4-хлоранилина

Ковалева Дарья Сергеевна

Выходные данные

Авторы Ковалева Д.С., Гущин А.А., Квиткова Е.Ю.
Статус студент 1 курса магистратуры
Организация Ивановский государственный химико-технологический университет
Метки
Вернуться ко всем постерам
7 комментариев
Межтекстовые Отзывы
Посмотреть все комментарии
Малкин Никита Андреевич
Малкин Никита Андреевич
2 месяцев назад

Мой вопрос состоит в следующем. Концентрация даже 10 мг/л чрезвычайно высока и вряд ли будет встречаться в воде, которая в основном пользуется население. Будет ли данный метод также эффективно работать для более низких концентраций, скажем 0,1 мг/л?
И что можно сказать про эффективность работы данного метода для других изомеров данного соединения (орто, мета)? Будет ли для них работать лучше или хуже?

Ковалева Дарья Сергеевна
Ковалева Дарья Сергеевна
2 месяцев назад

Для сточных вод многих химических производств (синтез красителей, пластификаторов, фармацевтических препаратов, пестицидов, полимеров) характерны высокие концентрации анилина и его производных, достигающие величин порядка г/л. Кроме того, столь высокие начальные концентрации п-хлоранилина были выбраны для достижения приемлемой чувствительности определения п-хлоранилина и продуктов его разложения, что необходимо для оценки кинетических параметров процесса окисления (эффективной константы скорости и скорости его окисления). Как показал эксперимент, использование метода ДБР для очистки воды с меньшими начальными концентрациями загрязнителя сопровождается увеличением эффективности разложения (до 100 %).
Что касается второй части вопроса, то ранее нами были проведены исследования по обработке в ДБР многоатомных фенолов с различным расположением ОН-групп (резорцина, пирокатехина и гидрохинона). Было установлено, что положение функциональных групп не оказывает влияния на степень деструкции. Поэтому мы предполагаем, что эффективность деструкции соединений в орто- и мета- положениях будет не ниже 98 %. Эксперимент по исследованию окисления других изомеров в ДБР планируем провести в дальнейшем.

Галина Цирлина
Галина Цирлина
2 месяцев назад

Что такое «эффективная константа скорости»? — по какой методике она определяется и к какой стадии процесса предположительно относится?

Ковалева Дарья Сергеевна
Ковалева Дарья Сергеевна
2 месяцев назад

Так как плазменная система очень сложна и невозможно оценить вклад всех каналов в деструкцию исходного соединения, то для оценки кинетических параметров используется эффективная константа скорости, которая характеризует брутто-процесс. В нашем случае эффективная константа описывает все каналы деструкции пара-хлоранилина и оценивается по кинетической кривой разложения, когда процесс идет по псевдопервому порядку.

Галина Цирлина
Галина Цирлина
2 месяцев назад

Так и зачем она тогда нужна, такая константа? — это как регрессия, ничего не позволяет прогнозировать. Нет смысла подавать такую работу на нашу секцию, т.к. никакой внятной физхимии не просматривается.

Фельдман Владимир Исаевич
Фельдман Владимир Исаевич
2 месяцев назад

Из того, что представлено в постере, невозможно извлечь никакой кинетики — зависимость от времени практически отсутствует, есть только «хвост». Можете ли Вы прокомментировать, откуда взялись «эффективные константы скорости», приведенные в таблице, и как определялся энергетический выход («вклад» в Вашей терминологии), если выделение начальных участков невозможно ? Создается впечатление, что использованная методика просто непригодна для кинетических измерений при выбранных параметрах разряда. Не пытались ли Вы проводить эксперимент при меньшей мощности разряда — может быть, при этом удалось бы получить хоть какую-ту кинетику ? Откуда, на Ваш взгляд, берется скачок при небольшом изменении концентрации (от 100 до 150 мг/л), тогда как никакого отличия между 10 и 100 мг/л нет ? Какой смысл Вы придаете выводу о «соизмеримости… энергетических вкладов» для разных соединений — с точностью для порядка величины ? Это как-то связано с механизмом ?

Ковалева Дарья Сергеевна
Ковалева Дарья Сергеевна
2 месяцев назад

Так как мы использовали диэлектрический барьерный разряд применительно к системам очистки, то нам интереснее было получить максимальный эффект, который характеризуется степенью деструкции и степенью минерализации исходного загрязняющего вещества. Безусловно, установление механизмов и кинетических закономерностей является важной частью работы, поэтому нами были сделаны расчеты эффективных констант скоростей, скоростей процессов и оценка энергетической эффективности процессов окисления.
В диапазоне начальных концентраций п-хлоранилина 10-100 мг/л влияние начальной концентрации на процесс деструкции незначительно, что характеризуют кинетические кривые. То есть можно предположить, что концентрации активных частиц достаточно для деструкции загрязняющего вещества с эффективностью до 99,8 %. Скачок при Сн = 150 мг/л, вероятно, связан с тем, что
а) концентрации окислителей начинает не хватать в системе,
б) начинает сказываться концентрация побочных продуктов (карбоновых кислот).
Расчёт энергетического выхода проводился по формуле:
θ= (υ ∙α ∙1.6 ∙10^−19 ∙Vрз ∙ Na ∙100)/W
где υ – скорость деструкции, моль/(л·с); α – степень разложения, моль/л; W – мощность, вкладываемая в разряд, Вт; Na – число Авогадро; Vрз – объем разрядной зоны, л.
В этой формуле фигурирует скорость процесса деструкции.
В мировой практике скорость принято оценивать двумя способами:
1) υmax = dC/dt
2) при среднем времени жизни молекулы, когда концентрация снижается в е раз.
Именно такие подходы позволяют сравнить эффективность ДБР с другими методами ХВЭ.