Влияние плазмы коронного разряда отрицательной полярности на скорость фотокаталитического окисления (ФКО) паров ацетона и бензола исследовали путем изучения динамики изменения состава газо-воздушной смеси в статическом реакторе вместимостью 404 л методом ИК-спектроскопии in situ. В качестве фотокатализатора использовали диоксид титана марки Hombifine N, который освещали светом УФ-ламп с длиной волны λ = 365 нм. Скорость фотокаталитического окисления паров субстрата сравнивали со скоростью окисления в плазме коронного разряда, скоростью темнового окисления озоном (побочным продуктом горения разряда), скоростью фотокаталитического окисления в присутствии озона, а также со скоростью фотокаталитического окисления при одновременной обработке среды плазмой коронного разряда. Показано, что скорость окисления различных субстратов как отдельно в плазме, так и в озонсодержащей атмосфере гораздо ниже, чем при фотокаталитическом окислении, однако при применении коронного разряда повышается скорость протекания фотокаталитического окисления так же, как и скорость окисления в озонсодержащей атмосфере. При этом существенное накопление озона в газовой смеси при воздействии разрядом отмечается только после расходования 80–90 % окисляемого субстрата. Определен порядок реакции ФКО ацетона по озону и показано, что воздействие плазмы позволяет значительно ускорить ФКО бензола за счет существенного снижения дезактивации фотокатализатора, наблюдаемого при индивидуальном ФКО бензола.
The influence of negatively polar plasma of crown discharge on the rate of photocatalytic oxidation (PCO) of vapors of acetone and benzene was investigated by studying dynamics of changes in the composition of gas-air mixture in a 404 L reactor using in-situ IR spectroscopy. Titanium (Hombifine N) was used as the photocatalyst; it was lighted with a UV-lamp at the wavelength λ = 365 nm. The rate of the photocatalytic oxidation of the substrate vapor was compared to the oxidation rate in crown discharge plasma, to the rate of dark oxidation with ozone (side product of the discharge burning), to the rate of photocatalytic oxidation in the presence of ozone, as well as to the rate of the photocatalytic oxidation under medium treatment with the crown discharge plasma. The rate of oxidation of various substrates was shown to be much lower in individual plasma and in ozone-containing atmosphere than in photocatalytic oxidation but application of the crown discharge led to an increase in the rate of photocatalytic oxidation and in the rate of oxidation in ozone-containing atmosphere. Under the action of the discharge, ozone was not accumulated in considerable proportion in the gas mixture but after consumption of 80–90 % of the oxidized substrate. The order of acetone PCO with respect to ozone was determined. It was shown that the action of plasma allowed benzene PCO to be noticeably accelerated due to considerable depression of the photocatalyst deactivation compared to that during individual PCO of benzene.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.