КІНЕТИЧНІ ПРОЦЕСИ УТВОРЕННЯ ПОЛІОКСИДІВ ВОДНЮ У ВОДНИХ РОЗЧИНАХ ПРИ ДІЇ НЕРІВНОВАЖНОЇ НИЗЬКОТЕМПЕРАТУРНОЇ ПЛАЗМИ
DOI:
https://doi.org/10.31319/2519-2884.47.2025.18Ключові слова:
кінетика, нерівноважна низькотемпературна плазма, поліоксиди водню, вода дистильованаАнотація
Встановлено, що при впливі нерівноважної низькотемпературної плазми (ННТП) на міжфазну межу рідина/газ основним процесом є плазмохімічне утворення поліоксидів водню, які накопичуються в розчині до досягнення стаціонарних концентрацій. Зміни фізико-хімічних властивостей рідин, підданих впливу ННТП, обумовлені прямим і вторинним впливом пероксидних сполук на компоненти розчинів.
Складено матеріальний баланс процесу утворення пероксидних сполук шляхом отримання рівнянь для швидкостей реакцій з різних речовин з використанням закону діючих мас. В якості основного наближення при отриманні кінетичних рівнянь використовували метод стаціонарних концентрацій Боденштейна.
Посилання
Samanta C. Direct synthesis of hydrogen peroxide from hydrogen and oxygen: An overview of recent developments in the process. Applied Catalysis A: General. 2008. Vol. 350(2). P. 133–149.
Hwang, S. Advanced Oxidation / Lee S. (ed.). Encyclopedia of chemical processing. Taylor & Francis US, 2006. 3338 p.
Jung Y.S. et al. Effect of pH on Fenton and Fenton-like oxidation. Environmental Technology. 2009. Vol. 30(2). P. 183–190.
Campos‐Martin J. M., Blanco‐Brieva G., Fierro J. L. Hydrogen peroxide synthesis: an outlook beyond the anthraquinone process. Angew. Chem. Int. Ed. 2006. Vol.45. P. 6962–6984.
Zhou J. et al. Direct and continuous synthesis of concentrated hydrogen peroxide by the gaseous reaction of H2/O2 non-equilibrium plasma. Chemical Communications. 2005. No 12. P. 1631–1633.
Yi Y. et al. A review on research progress in the direct synthesis of hydrogen peroxide from hy-drogen and oxygen: noble-metal catalytic method, fuel-cell method and plasma method. Catalysis Science & Technology. 2016. Vol. 6(6). P. 1593–1610.
Holzer F., Locke B. R. Influence of high voltage needle electrode material on hydrogen peroxide formation and electrode erosion in a hybrid gas–liquid series electrical discharge reactor. Plasma Chemistry and Plasma Processing. 2008. Vol. 28. P. 1–13.
Kirkpatrick M.J., Locke B.R. Hydrogen, oxygen, and hydrogen peroxide formation in aqueous phase pulsed corona electrical discharge. Industrial & engineering chemistry research. 2005. Vol. 44(12). P. 4243–4248.
Flowers B.A. et al. Benchmark thermochemistry of the hydroperoxyl radical. The Journal of Phys-ical Chemistry A. 2004. Vol. 108(15). P. 3195–3199.
Martins-Costa M., Anglada J. M., Ruiz-López M. F. Structure, stability, and dynamics of hydro-gen polyoxides. International Journal of Quantum Chemistry. 2011. Vol. 111 (7–8). P. 1543–1554.
Jiandi Liu, Bangbang He, Qiang Chen. Direct synthesis of hydrogen peroxide from plasma-water interactions. Scientific Reports. 2016. Vol. 6. P. 38454–38462.
Savastenko N.A., Anklam K., Bruser M. Comparative study of plasma-treated non-precious cata-lysts for oxygen and hydrogen peroxide reduction reactions. Energy & Environmental Science. 2011. Vol. 9. P. 64–74.
Schüttler S., Schöne A. Production and transport of plasma-generated hydrogen peroxide from gas to liquid. Phys. Chem. Chem. Phys. 2024. Vol. 26. P. 8255–8272.
Winter J., Tresp H., Hammer M. Tracking plasma generated H2O2 from gas into liquid phase and revealing its dominant impact on human skin cells. J. Phys. D: Appl. Phys. 2014. Vol. 47(28), P. 285401–285412.
Samanta, C. (2008). Direct synthesis of hydrogen peroxide from hydrogen and oxygen: An overview of recent developments in the process. Applied Catalysis A: General, 350(2), 133–149.
Hwang, S. Advanced Oxidation. In Lee, S. (Ed.). (2006). Encyclopedia of chemical processing. Taylor & Francis US.
Jung, Y.S., Lim, W.T., Park, J.Y., & Kim, Y.H. (2009). Effect of pH on Fenton and Fenton-like oxidation. Environmental Technology, 30(2), 183–190.
Campos‐Martin, J. M., Blanco‐Brieva, G., Fierro, J. L. (2006). Hydrogen peroxide synthesis: an outlook beyond the anthraquinone process. Angew. Chem. Int. Ed., 45, 6962–6984.
Zhou, J., Guo, H., Wang, X., Guo, M., Zhao, J., Chen, L., & Gong, W. (2005). Direct and con-tinuous synthesis of concentrated hydrogen peroxide by the gaseous reaction of H2/O2 non-equilibrium plasma. Chemical Communications, 12, 1631–1633.
Yi, Y., Wang, L., Li, G., & Guo, H. (2016). A review on research progress in the direct synthe-sis of hydrogen peroxide from hydrogen and oxygen: noble-metal catalytic method, fuel-cell method and plasma method. Catalysis Science & Technology, 6(6), 1593–1610.
Holzer, F., & Locke, B. R. (2008). Influence of high voltage needle electrode material on hydro-gen peroxide formation and electrode erosion in a hybrid gas–liquid series electrical dis–charge reactor. Plasma Chemistry and Plasma Processing, 28, 1–13.
Kirkpatrick, M.J., & Locke, B.R. (2005). Hydrogen, oxygen, and hydrogen peroxide formation in aqueous phase pulsed corona electrical discharge. Industrial & engineering chemistry re-search, 44(12), 4243–4248.
Flowers, B.A., Szalay, P.G., Stanton, J.F., Kállay, M., Gauss, J., & Császár, A. G. (2004). Benchmark thermochemistry of the hydroperoxyl radical. The Journal of Physical Chemistry A, 108(15), 3195–3199.
Martins-Costa, M., Anglada, J.M., & Ruiz-López, M. F. (2011). Structure, stability, and dynam-ics of hydrogen polyoxides. International Journal of Quantum Chemistry, 111(7–8), 1543–1554.
Jiandi, Liu, Bangbang, He, Qiang, Chen. (2016). Direct synthesis of hydrogen peroxide from plasma-water interactions. Scientific Reports, 6, 38454–38462.
Savastenko, N.A., Anklam, K., Bruser, M. (2011). Comparative study of plasma-treated non-precious catalysts for oxygen and hydrogen peroxide reduction reactions. Energy & Environmen-tal Science, 9, 64–74.
Schüttler, S., Schöne, A. (2024). Production and transport of plasma-generated hydrogen perox-ide from gas to liquid. Phys. Chem. Chem. Phys, 26, 8255–8272.
Winter, J., Tresp, H., Hammer, M. (2014). Tracking plasma generated H2O2 from gas into liquid phase and revealing its dominant impact on human skin cells. J. Phys. D: Appl. Phys., 47(28), 285401–285412.
