Научная статья на тему 'Исследование эффективности комбинирования импульсно-периодического СВЧ-разряда и гетерогенного катализа для окисления ацетилена'

Исследование эффективности комбинирования импульсно-периодического СВЧ-разряда и гетерогенного катализа для окисления ацетилена Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

CC BY
790
32
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по нанотехнологиям, автор научной работы — Гатилова Л. В., Руссо А., Рёпке Ю., Толмачев Ю. А.

Исследовано влияние параметров импульсно-периодического СВЧ-разряда в смеси N2/O2 на образование NO и NO2, а также эффективности комбинирования разряда с действием катализатора AI2O3 для окисления летучих органических соединений на примере ацетилена. Показано, что концентрация NO2 зависит только от удельной энергии, введенной в разряд, и не зависит от частоты повторения и длительности разрядных импульсов. Применение катализатора на 30 % увеличивает окислительные свойства плазмы и в 2,5 раза улучшает СО2/СО селективность.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по нанотехнологиям , автор научной работы — Гатилова Л. В., Руссо А., Рёпке Ю., Толмачев Ю. А.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

The study of effectiveness of combination of pulsed microwave discharge with heterogeneous catalysis for acetylene oxidation

The formation of NO and NO2 in pulsed microwave dischaxge in N2/O2 mixture at nearatmospheric pressure and the effectiveness of combination of this discharge with porous AI2O3 catalyst for volatile organic compounds oxidation is studied. Concentration of NO x is shown to depend only on the injected energy and not on pulse duration or repetition rate. The synergetic effect of the plasma-catalyst combination reveals itself in the increase of the oxidation ability of plasma and significant enhancement of CO2 concentration against CO.

Текст научной работы на тему «Исследование эффективности комбинирования импульсно-периодического СВЧ-разряда и гетерогенного катализа для окисления ацетилена»

УДК 533.942 Вестник СПбГУ. Сер. 4, 2006, вып. 3

JI. В. Гатилова, А. Руссо*\ Ю. Рёпке**\ Ю. А. Толмачев

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ КОМБИНИРОВАНИЯ ИМПУЛЬСНО-ПЕРИОДИЧЕСКОГО СВЧ-РАЗРЯДА И ГЕТЕРОГЕННОГО КАТАЛИЗА ДЛЯ ОКИСЛЕНИЯ АЦЕТИЛЕНА

Введение. В последние несколько лет большое внимание уделяется возможности комбинирования низкотемпературных плазменных методов и методов гетерогенного катализа для очистки окружающей атмосферы от летучих органических соединений (JIOC) и вредных промышленных выбросов. Значительный отрыв средней энергии электронов от атомной в низкотемпературной плазме позволяет при относительно низких энергетических затратах при атмосферном давлении и температуре селективно инициировать химические реакции, требуемые в тех или иных промышленных процессах. С экологической точки зрения предпочтительны такие реакции, которые приводят к полному окислению JIOC до образования Н2О и СОг, а в случае галогенов (X) - до гидрокарбонатов (НХ). Однако зачастую большая часть вводимой в плазму энергии уходит на процессы ионизации и диссоциации частиц, которые напрямую не используются в реакциях окисления. Кроме того, разряды в воздухе или в смеси N2/O2 приводят к появлению нежелательных побочных продуктов, таких как озон и оксиды азота. Объединение плазменных методов с каталитическими, с одной стороны, может улучшить реакционную селективность плазмы по отношению к полному окислению, с другой - снизить энергетические затраты, необходимые для активации катализатора. В плазме возникает большое число химически активных частиц, которые могут взаимодействовать с поверхностью катализатора и активировать его при температуре намного ниже температуры обычного катализа. Одновременно расход этих частиц в поверхностных реакциях с катализатором должен уменьшить выход нежелательных побочных продуктов.

Использованию катализаторов в плазме диэлектрического барьерного и коронного разрядов посвящен целый ряд работ. В [1] они применяются для разложения бензолов, в [2, 3] - для устранения алифатических и ароматических углеводородов, а в [4] - для удаления неорганических веществ, таких как SO2, H2S и NOx. Обычно плазменный реактор заполняется гранулами катализатора («packed-bed» реактор), либо помещается непосредственно после разрядной области реактора [5-8].

В данной работе изучено влияние различных параметров импульсно-периодического СВЧ-разряда на образование оксидов азота N0 и NO2 в смеси N2/O2, а также возможность повышения эффективности разрушения JIOC в результате комбинирования такого разряда с пористым алюминиевым катализатором AI2O3 при давлении, близком к атмосферному (во всех описанных экспериментах оно поддерживалось равным 800 мбар). В качестве тестовой молекулы был выбран ацетилен. Концентрации оксидов азота NO и NO2, а также продуктов окисления ацетилена (СО и СО2) измерялись на выходе с помощью перестраиваемого инфракрасного диодного лазера.

*) Лаборатория физики и технологии плазмы, исследовательская группа катаплазм, Политехническая школа, ул.Сакле, 91128, Палезо, Франция. (LPTP, GdR CATAPLASME, Ecole Polytechnique, Route de Saclay 91128 Paleiseau Cedex, France).

Институт низкотемпературной плазмы, ул. Ф. j1. Яна, 174189, Грасфальд, Германия (INP-Greifswald, F.-L.-Jahn-Str.l7489 Greifswald, Germany). © JT. В. Гатилова, А. Руссо, Ю. Рёпке, Ю. А. Толмачев, 2006

Одним из преимуществ СВЧ-разрядов при атмосферном давлении является возможность введения большой объемной плотности энергии по сравнению со стримерным коронным или диэлектрическим барьерным разрядом. Кроме того, отсутствие электродов, которые обычно разрушаются плазмой разряда, уменьшает риск формирования побочных продуктов реакций. Использование импульсно-периодического режима работы позволяет существенно снизить газовую температуру по сравнению с постоянным разрядом, однако при этом возникает трудность в получении спонтанного пробоя газовой смеси с достаточно высокой вероятностью. Авторы [9, 10] изучали импульсно-периодический СВЧ-разряд с частотой 2,46 ГГц и максимальной пиковой мощностью 4 кВт. Они столкнулись с тем, что зажигание разряда в воздухе при низкой частоте повторения импульсов (меньше 2000 Гц для длительности импульса 50 мкс) было невозможно. Кроме того, при частоте повторения выше 2000 Гц разогрев газа приводил к образованию большого количества оксидов азота 1ЧОх в смеси N2/02.

В представленной работе нагрев газа существенно уменьшен за счет снижения частоты повторения импульсов до 10 Гц и понижения пиковой мощности до 1,2 кВт. Пробой газа достигается введением непосредственно в разрядную область ферроэлектри-ческого материала ВаТЮз, обладающего высокой диэлектрической проницаемостью (ег = 1000). Гранулы (кусочки) титаната бария размером 1-5 мм имеют острые края и выступы, что вызывает увеличение электромагнитного поля между ними и зажигание разряда даже при атмосферном давлении.

Эксперимент. Система возбуждения плазмы. Схема экспериментальной установки представлена на рис. 1. СВЧ-разряд поддерживался в кварцевой трубке длиной 85 см, внутренним диаметром 16 см и внешним диаметром 19 мм, окруженной металлическим цилиндром [11]. Энергия от источника СВЧ-колебаний (2,45 ГГц) БАШЕМ вРМ 20КЕ вводилась в разрядный объем через волновод, специально сконструированный для импульсных разрядов. СВЧ-генератор мог работать в импульсном режиме с минимальным временем нарастания сигнала 20 мкс. Длительность импульса менялась от 50 мкс до 100 мс, максимальная пиковая мощность составляла 1,2 кВт. Исходная газовая смесь N2/02 в пропорции 4/1 прокачивалась через разрядную трубку при давлении 800 мбар со скоростью 250 см3/мин, К исходной газовой смеси в некоторых опытах добавлялся ацетилен (С2Н2) в количестве 200 ррт.

Для того чтобы исследовать влияние алюминиевого катализатора АЬОз на химические процессы в плазме, использовались два типа разрядных реакторов. В первом случае гранулы смеси ВаТЮз и пористого катализатора АЬОз диаметром 2-5 мм были помещены непосредственно в область разряда, во втором - катализатор АЬОз размещался сразу за разрядом на выходе из разрядной трубки, расстояние между ВаТЮз и АЬОз составляло 15-20 мм. Предварительно было показано, что в отсутствие разряда при комнатной температуре катализатор не приводит к какому-либо окислению газов. Систематическим повторением одних и тех же измерений было проверено, что разряд не вызывает разрушения катализатора. В работах [12, 13] установлено, что использование диэлектрического материала ВаТЮз в нетермической плазме увеличивает энергетическую эффективность и окислительные свойства плазмы, а также вследствие снижения газовой температуры уменьшает образование нежелательных побочных продуктов. Влияние самого ВаТЮз на окисление ацетилена в данной работе не изучалось, так как в отсутствие этого диэлектрического материала в разрядной области невозможно было осуществить пробой газа. В принципе окислительные реакции ацетилена могут происходить и на поверхности титаната бария, однако пористость алюминиевого катализатора намного выше пористости ВаТЮз, и ожидается, что ббльшая часть поверхностных реакций осуществляется на поверхности именно алюминиевого катализатора.

Система измерения концентрации компонентов. После разряда поток газовой смеси поступал в многопроходную кювету с длиной пути лазерного луча 100 м. Давление в кювете поддерживалось постоянным и равным 1 мбар. Измерение концентрации исследу-

Рис. 1. Схема экспериментальной установки,

1 - СВЧ-генератор (2,45 ГГц); 2 - волновод; 3 - разрядная трубка; 4 ~ масс-флоуметры; 5 -многопроходная кювета; 6 - платформа с лазерными диодами; 7 - инфракрасный детектор; 8 -компьютер; 9 - осциллограф для регистрации падающей и отраженной мощностей СВЧ-волны; 10 -насос.

емых молекул проводилось с помощью перестраиваемого диодного лазера (TOBI) методом инфракрасной абсорбционной спектроскопии. Данная система позволяла одновременно определять концентрацию двух видов молекул в режиме реального времени. Более подробно описание измерительной системы представлено в работах [14, 15]. Молекулы СО, СО2, N0 и NO2 детектировались по абсорбционным линиям, находящимся в областях 2090, 2285, 1866 и 1626 см-1 соответственно. Для того чтобы расширить диапазон чувствительности системы от 1 до 1000 ррт, использовались линии поглощения с различными силами.

Результаты измерений и их обсуждение. Образование NOx. Понимание процессов образования NOx в импульсном СВЧ-разряде является ключевым шагом в разработке импульсных СВЧ-разрядов для обработки летучих органических соединений. Хорошо известно, что применение воздуха или смеси N2/O2 в качестве газа-носителя в разрядах приводит к нежелательному появлению оксидов азота. Потому было исследовано влияние длительности и частоты повторения разрядных импульсов на возникновение NOx- На рис. 2 показана зависимость концентраций NO и NO2 от длительности импульсов для нескольких частот повторения разрядных импульсов. На нем видно, что концентрация этих окислов возрастает с увеличением длительности и частоты повторения импульсов. Однако следует отметить, что одно и то же количество N0 (590 ррт) образуется при разных условиях разряда: 27 мкс / 100 Гц, 50 мкс / 50 Гц, 320 мкс / 10 Гц. Анализ показал [15-18], что концентрация N0 определяется величиной коэффициента заполнения ß разряда - отношения длительности разрядного импульса тр к периоду повторения импульсов Т (ß = тр / Т ). Результаты, показанные на рис. 2, представлены на рис. 3 как функция коэффициента заполнения. Хорошо видно, что изменение концентрации в различных условиях разряда подчиняется единой законо-

[Шх],ррт

4000

2000

6000

0

А 3

* 4

♦ 5

■ 1

• 2

0

100

200

300

400

500

Т , МКС

Рис. 2. Концентрация [N0^] = [N0] 4- [N02] как функция длительности импульса для разданных частот повторения разрядных импульсов (скорость газового потока 250 см3/мин, Р>Ь]:[02] = 4:1, давление 800 мбар). 1 - 10 Гц; 2 - 50 Гц; 3 - 100 Гц; 4 - 200 Гц; 5 - 400 Гц.

мерности. В общем случае N0 является функцией среднего тока разряда, т. е. приближенно средней энергии, введенной в разряд.

Для измерения количества введенной энергии регистрировались с разрешением во времени значения мощности падающей и отраженной СВЧ-волны. Мощность, введенная в плазму в течение одного импульса, находилась как разница между падающей и отраженной мощностями в импульсе, проинтегрированными по всей его длительности. Средняя мощность рассчитывалась как произведение мощности в импульсе на частоту повторения разрядных импульсов. Так как все измерения были выполнены в потоке газа, удельная энергия, введенная в разряд, определялась как отношение средней мощности к газовому потоку:

На рис. 4 показана зависимость концентраций N0 и N02 от удельной энергии, введенной в разряд, а также представлены результаты, полученные в работе [15]. Раздельное измерение концентраций окислов показало, что концентрация N02 в СВЧ-разряде при атмосферном давлении существенно выше, чем в тлеющем разряде, для одних и тех же значений энергии. Концентрация N0 при значительных энергиях (больше 4 кДж/л) практически совпадает в обоих случаях, тогда как при энергии ниже 2 кДж/л она в тлеющем разряде почти в 100 раз меньше.

Как было показано в [15], в импульсном разряде низкого давления N0 образуется главным образом за счет столкновений возбужденных метастабильных молекул азота

Удельная энергия (Дж/л) =

Средняя мощность

х 60.

Скорость газового потока

[ысд.ррт

■ /

• 2

А 3 Т 4 ♦ 5

_I_I

0,05 = г/Т

Рис. 3. Концентрация [МОх] = [N0] + [N02] как функция коэффициента заполнения /3.

Обозначения см. на рис. 2.

М2*(Л3£+) с атомарным кислородом О. В разряде при атмосферном давлении в процессы форирования N0 могут давать вклад и тройные столкновения. Кроме того, повышается вероятность реакции колебательно-возбужденных молекул азота N2(1* > 13) с атомарным кислородом. Вклад этой реакции сильно зависит от температуры газа.

В наших экспериментальных условиях газовая и колебательная температуры не измерялись. Динамика нагрева газа в микроволновом разряде при средних давлениях 1-100 мбар была изучена в работе [13]. Разрядный реактор был идентичен реактору, используемому в проводимых нами экспериментах, но разряд зажигался в чистом N2. Температуру газа определяли по распределению заселенностей вращательных состояний второй положительной системы азота. Было показано, что в течение разрядного импульса газовая температура возрастает со скоростью 5-10 К/мкс. При средних давлениях характерное время нагрева газа составляет 100-300 мкс.

Основываясь на результатах, полученных в [13], мы ожидали, что длительность и частота повторения импульсов оказывают сильное влияние на формирование N0^. Однако рис. 4 показывает, что ключевым параметром является только удельная энергия. Это можно объяснить тем, что процессы с константой скорости реакции, сильно зависящей от температуры, играют слабую роль в образовании и разрушении N0 в импульсном разряде. Следует отметить, что характерное время нагрева газа в воздухе при давлении 800 мбар намного меньше, чем в чистом азоте при 100 мбар. В этом случае даже минимальная длительность импульса в наших экспериментах (27 мкс) была сравнима или даже превышала характерное время нагрева газа, что не могло предотвратить возникновение N0^.

10000

1000

• *

♦I •

>

100

J__| _I_._I_I_1_

0,00 0,01 0,02 0,03 0,04

[Шл],ррт

10000

+

1000

100 г

<

10

......I

......

од

10

100

Щтфук/п

Рис. 4■ Зависимость концентрации [N0®] = [N0] + [N02] от введенной в разряд энергии IV.

Темные знаки - результаты данной работы (СВЧ-разряд при давлении 800 мбар), светлые - результаты [15] (импульсный тлеющий разряд при давлении 4 мбар).

Окисление ацетилена. В работах, посвященных использованию низкотемпературных плазменных методов для окисления ЛОС, было показано, что главными продуктами окислительных реакций являются СО и СО2, причем концентрация СО часто выше, чем СО2. Было исследовано влияние катализатора на свойства плазмы импульсно-периодического СВЧ-разряда по отношению к полному окислению ЛОС и отношение селективности ([СО2] / [СО]) такого плазменного катализа на примере ацетилена. К исходной газовой смеси (рМг]/[Ог] = 4/1), вводимой в разрядную трубку со скоростью 250 см3/мин, было добавлено 200 ррт ацетилена. Обработанная газовая смесь после разряда поступала в многопроходную кювету, где проводили измерения. Концентрацию продуктов окисления ацетилена - СО и СО2 - измеряли в зависимости от частоты повторения разрядных импульсов при фиксированной длительности импульса 100 мкс для двух случаев размещения катализатора А^Озв плазменном реакторе (катализатор находится в плазме или вне нее). Измерения концентраций в выходящем после разряда потоке газа дают сведения о результирующем окислении ацетилена в СО и СОг, при этом 200 ррт ацетилена в газовом потоке соответствуют 400 ррт в карбоновом эквиваленте.

Влияние частоты повторения разрядных импульсов на образование СОх ([СО] + [СОг]) для двух случаев разрядных реакторов иллюстрирует рис. 5. Концентрация СОх увеличивается с повышением частоты повторения разрядных импульсов и, следовательно, с ростом вводимой в разряд энергии (400 Гц соответствует введенной энергии 8000 Дж/л). Когда катализатор А120з расположен за разрядом, концентрация СОх до-

[С0]+[С02], %

100

80

**

60

40

20

1 2

3

4

0

о

100

200

300

400

/, Гц

Рис. 5. Зависимость концентрации [СОЕ] = ([СО] + [СОг]) от частоты повторения разрядных импульсов /.

1,2- результаты данной работы: 1 - катализатор АЬОз находится в области разряда, 2 - за разрядом (условия измерений: давление - 800 мбар, длительность импульса - 100 мкс, мощность в импульсе - 1200 Вт); 3, 4 ~ результаты, полученные в работе [8]: 3 — катализатор ЪаСоОз, 4 ~ катализатор ВаТЧОз.

стигает 58 % (235 ррт), где 100 % отвечают полному окислению введенного С2Н2 в СО и СОг- В то же время, когда катализатор находится внутри разрядной области, при частоте 400 Гц окисление ацетилена до СОх достигает практически 76 %. Таким образом, присутствие катализатора в области разряда улучшает окислительные свойства плазмы примерно на 30 %.

Эти результаты находятся в хорошем количественном согласии с данными других групп исследователей в случае барьерного диэлектрического разряда [8, 12]. Для фенола, толуола и м-эйкозана в [8] и для бензола в [12] показано, что увеличение мощности, вводимой в разряд, приводит к росту степени окисления ЛОС (см. рис. 5). Аналогично результатам нашей работы, в [8] было обнаружено, что эффективность окисления н-эйкозана намного выше, когда катализатор находится непосредственно в области разряда (71 %), чем когда он располагается на выходе из реактора (50 %). Однако для достижения приблизительно той же эффективности окисления, какая была получена в [8], в примененном нами разряде требуется практически в 8 раз больше энергии. Это можно связать с различиями самих типов разрядных реакторов (СВЧ-разряд вместо барьерного), количества используемого катализатора (1 см3 в нашей работе против 8 см3в [8]), а также с особенностями тестируемых примесей.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Как влияет частота повторения разрядных импульсов на селективность СО2/СО, показывает рис. 6. Было установлено, что селективность возрастает очень быстро с

со2/со

/Гц

Рис. 6. Влияние частоты повторения разрядных импульсов / на селективность С02/С0.

1,2- результаты данной работы: 1 - катализатор А12О3 находится в области разряда, 2 - за разрядом; 3, 4 - результаты, полученные в работах [8, 12]: 3 - катализатор ЬаСоОз [8], 4 ~ катализатор А^Оз [12].

увеличением частоты повторения импульсов, т. е. с увеличением вводимой энергии (концентрация СО2 становится больше, в то время как концентрация СО - меньше). В некоторых работах, посвященных плазменной обработке ЛОС [8, 12, 19], было показано, что объединение плазмы и катализатора улучшает СО2/СО селективность плазмы, когда катализатор расположен непосредственно в области разряда. Для удельной энергии меньше 1000 Дж/л подобное значение селективности СО2/СО (около 3) было определено в случае окисления фенола в сухом воздухе [8] и окисления бензола во влажном воздухе [12] в барьерном диэлектрическом разряде с катализатором (см. рис. б). Для удельной энергии выше 1000 Дж/л нами была получена намного лучшая селективность СОг/СО по сравнению с селективностью в барьерном разряде в [12]. Например, для удельной энергии 3200 Дж/л в нашей работе она составляет 110, в то время как в [12] - только 3,2.

Как видно из рис. б, при частоте повторения разрядных импульсов 400 Гц селективность СО2/СО в 3 раза выше в том случае, когда катализатор АЬОз находится внутри разрядной области. Однако при более низкой частоте (меньше 100 Гц) она одинакова для обоих типов реакторов. Это можно объяснить тем, что для активации катализатора требуется энергия больше 2000 Дж/л. Причина активации катализатора до конца не ясна. Каталитическая поверхность может подвергаться воздействию различных высокоэнергетических частиц, таких как УФ-фотоны, атомарный кислород, а также заряженные частицы. Они могут увеличивать скорость окисления ЛОС, адсорбированных

на поверхности катализатора. Вместе с тем, когда катализатор находится вне плазмы, к окислению могут приводить только долгоживущие частицы (главным образом озон). Диффузионный коэффициент атомарного кислорода в воздухе при давлении 800 мбар D = 0,26 см2/с, следовательно, время его диффузии к катализатору вне плазмы при L — 2 см равно £диф ~ L2 / 2D m 7,7 с, а время его конвекции при скорости газового потока 250 см3/мин составляет приблизительно 1 с. Эти времена намного больше, чем время жизни атомарного кислорода, которое равно 10 не для 0(*D) и 50 мке - для 0(3Р). Таким образом, атомы О не могут быть ответственны за окисление ЛОС, когда катализатор находится вне разряда.

Время жизни озона при комнатной температуре составляет несколько дней; это позволяет предположить, что именно озон является основным окислителем вне плазмы. В экспериментальных условиях данной работы озон образуется скорее всего в промежутках между разрядными импульсами, когда газ остывает, и затем на выходе из разряда он взаимодействует с катализатором. Основная реакция, ответственная за образование и разрушение озона, - это столкновения:

0(3Р) + 02+Мо03+М,

где M - молекулы N2 или 02.

Следует отметить, что в окислительных процессах важную роль играет пористость каталитического материала [19]. В работе [8] было рассмотрено влияние различных веществ (пористый и непористый А120з, пористый и непористый Si02), помещенных в разряд, на разрушение толуола и фенола в диэлектрическом барьерном разряде. Показано, что пористость материала сильно увеличивает скорость окисления и С02/С0 селективность. Одно из предложенных в [8] объяснений состоит в том, что короткожи-вущие активные частицы, такие как атомарный кислород, могут быть адсорбированы и стабилизированы в порах катализатора, а это может приводить к более эффективному окислению ЛОС. В работе [12] было предложено иное объяснение этого явления: ЛОС адсорбируются (фиксируются) на поверхности пористого материала, и за счет этого возрастает эффективное время воздействия на них плазмы. Однако реальный механизм взаимодействия пористого материала с ЛОС в разряде пока остается до конца не выясненным.

Заключение. Исследование образования NO и N02 в импульсно-периодическом СВЧ-разряде при давлении, близком к атмосферному, и комбинации такого разряда с пористым катализатором А120з показало, что возникновение NOx в разряде обусловлено только средней мощностью, введенной в разряд, и не зависит от длительности и частоты повторения разрядных импульсов. Для больших значений средней мощности концентрация NOx достигает нескольких тысяч ррт. В противоположность тому, что ожидалось, использование разрядных импульсов малой длительности не приводит к существенному ограничению появления NOx в разряде.

На примере ацетилена установлено, что комбинирование СВЧ-разряда и катализатора А120з в разрядной области для целей обработки ЛОС увеличивает на 30 % окислительные свойства плазмы и в 2,5 раза улучшает С02/С0 селективность.

Summary

Gatilova L. V., Rousseau A., Rôpcke J., Tolmachev Yu. A. The study of effectiveness of com-bination of pulsed microwave discharge with heterogeneous catalysis for acetylene oxidation.

The formation of NO and NO2 in pulsed microwave dischaxge in N2/O2 mixture at near-

atmospheric pressure and the effectiveness of combination of this discharge with porous AI2O3 catalyst for volatile organic compounds oxidation is studied. Concentration of NOx is shown to depend only on the injected energy and not on pulse duration or repetition rate. The synergetic effect of the plasma-catalyst combination reveals itself in the increase of the oxidation ability of plasma and significant enhancement of CO2 concentration against CO.

Литература

1. Lee B.-Y., Park S.-H., Lee S.-Ch., et al. // Catal. Today. 2004. Vol. 93-95. P. 769-776. 2. Futamura S., Zhnag A., Prieto G., Yamamoto T. // IEEE Trans. Ind. Appl. 1998. Vol. 34. P. 967-974. 3. Ogata A., Mizuno K., Kushiyama S., Yamamoto T. // Plasma Chem. Plasma Process. 1998. Vol. 18. P. 363-373. 4. Gal A., Kurahashi M., Kuzumoto M. // J. Phys. D: Appl. Phys. 1999. Vol. 32. P. 1163-1168. 5. Futamura S., Zhang A., Einaga H., Kabashima H. // Catal. Today. 2002. Vol. 72. P. 259-265. 6. Yan K., Hui H., Cui M., Miao J. et al. 11 J. Electrost. 1998. Vol. 44. P. 17-39. 7. Francke K.-P., Meissner K.-P., Rudolf R. // Catal. Today. 2000. Vol. 59. P. 411-416. 8. Roland U., Holzer F., Kopinke F.-D. // Catal. Today. 2002. Vol. 73. P. 315-323. 9. Baeva M., Gier H., Pott A. et al. // Plasma Sources Sei. Technol. 2002. Vol. 11. P. 1-9. 10. Baeva M., Pott A., Uhlenbusch A. //Ibid. P. 135-141. 11. Chabert P., Rousseau A., Gousset G., Leprince P. // J. Appl. Phys. 1998. Vol. 84. P. 161-167. 12. Ogata A., Yamanouchi K., Mizuno K. et al. // IEEE Trans. Ind. Appl. 1999. Vol. 35. P. 1289-1295. 13. Golubovskii Yu. В., Kozakov R. V., Maiorov V. A. et al. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2004. Vol. 37. P. 868-874. 14. Mcanus J. В., Nelson D., Zaniser M. et al. // Rev. Sei. Instrum. 2003. Vol. 74. P. 2709-2713. 15. Мещанов А. В., Руссо А., Репке Ю., Ионих Ю. 3., Чернышева Н. В. // Лазерные исследования в Санкт-Петербургском государственном университете. Вып. 3 / Под ред. А. А. Петрова. СПб., 2004. С. 279-298. 16. Rousseau A., Gatilova L. V., Röpcke J. et al. // Appl. Phys. Lett. 2005. Vol. 86. P. 1-3. 17. Gordiets B. F., Ferreira С. M., Guerra V. L. et al. // IEEE Trans. Plasma Sei. 1995. Vol. 23. P. 750-768. 18. Smirnov S. A., Rybkin V. V., Kholodkov I. V., Titov V. A. // High Temperature. 2002. Vol. 40, N 3. P. 323-330. 19. Holzer F., Roland U., Kopinke F. D. // Appl. Catal. 2002. Vol. 38. P. 163-181.

Статья поступила в редакцию 5 марта 2006 г.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.