double arrow

Газовые разряды в диоксиде углерода


Наиболее подробно тлеющий разряд постоянного тока в углекислом газе при давлениях 1–4 мм рт. ст., плотности тока
1–10 мА/см2, E/No = 6–9·10–6 В·см2, диаметре разрядной трубки 3,2 см был исследован в цикле работ, выполненных в ИНХС АН СССР и обобщенных в обзорной работе [92]. Основными продуктами разряда в СО2 являются О2, СО и СО2. Степень диссоциации СО2 на выходе из разряда может достигать 60 %. В зоне разряда присутствуют в значительных концентрациях атомы О, при этом [О]/[О2] ~ 0,1. Масс-спектрометрические исследования разряда в сходных условиях показывают, что концентрации С3О2 и С2О малы по сравнению с концентрациями О2, СО, СО2 [93]. Диссоциация СО2, СО, О2 происходит при столкновениях с электронами в результате возбуждения нестабильных и предиссоциирующих электронных состояний, а также при столкновениях с электронно-возбужденной метастабильной молекулой СО(а3П). В реакции СО + СО(а3П) → СО2 + С образуются горячие (обладающие избыточной поступательной энергией) атомы углерода, их концентрация не превышает 1012 см–3. Важным процессом гибели горячих атомов С является реакция СО2 + С → 2СО. Гибель атомов кислорода происходит в основном при рекомбинации на стенке с образованием О2 и СО2 [94].

Реакция (1.36) может происходить на стеклянной стенке разрядной трубки и на металлических электродах.

O → ½О2 (1.36)

На стеклянной поверхности могут также происходить реакции образования СО2

О(ст.) + СО → СО2 и О + СО(ст.) → СО2 (1.37)

Основными процессами образования О2 и СО2 в разряде является гетерогенная рекомбинация по реакциям (1.36) и (1.37) соответственно. При добавлении паров воды в исходный СО2 в разряде образуются радикалы ОН, которые вступают в быстрые реакции ОН + О → О2 + Н и ОН + СО → СО2 + Н, приводящие к образованию О2 и СО2. На электродах гибель атомов кислорода происходит намного быстрее, чем на поверхности стекла.

Диссоциации углекислого газа в электрических разрядах различных типов посвящен обзор [42]. В некоторых случаях (ВЧИ разряд, давление 0,1–2 мм рт. ст., удельная энергия > 60 Дж/см3) степень диссоциации СО2 на СО и О2 составляла 100 %. В импульсном СВЧ-разряде высокой мощности (λ = 8 см, мощность импульса 30 кВт, время импульса 0,3 мкс, частота импульсов 500 Гц) в условиях электронного циклотронного резонанса при давлении 50 мм рт. ст. происходит диссоциация углекислого газа до элементарного углерода: СО2 → С + О2. На стенках реактора был обнаружен налет сажи. При уменьшении давления до 0,5–2 мм рт.ст. диссоциация происходила в основном до СО.




Продуктами превращения СО2 в барьерном разряде в стеклянном озонаторе (при атмосферном давлении) являются СО, О2, О3 и неразложившийся диоксид углерода [43].

Заказать ✍️ написание учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Сейчас читают про: