Активация водных растворов с помощью многоискрового кольцевого разряда с инжекцией газа в разрядных промежутках

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Представлены результаты исследований образования активных форм кислорода и азота в деионизированной воде Milli-Q® (электрическая проводимость ≤0.1 мкСм/см) под действием многоискрового импульсного разряда с инжекцией газа в межэлектродное пространство. Разряд представляет собой совокупность микроплазменных образований в многофазной среде, для которых был оценен удельный энерговклад. Проанализировано влияние инжектируемых газов (аргон, воздух) на образование плазменного разряда в межэлектродном пространстве и долгоживущих химических соединений: пероксида водорода, нитрит-ионов и нитрат-ионов. Изменение длительности воздействия на воду от 2 до 10 минут приводит к изменению ее химического состава и электропроводящих свойств, но практически не сказывается на характеристиках и длительности пробойной стадии разряда. При этом регистрировалось изменение концентраций пероксида водорода, нитрит-ионов и нитрат-ионов в течение одного часа после завершения плазменного воздействия. Обнаружено распыление электродов из нержавеющей стали, которое составило около 1 мг/минуту и приводило в ряде случаев к выпадению нерастворимого осадка. Полученные данные позволят провести оптимизацию воздействия активированной плазмой жидкости на растения и посадочный материал.

About the authors

В. Гудкова

Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН; Российский университет дружбы народов

Email: darzvlv@fpl.gpi.ru
Россия, Москва; Россия, Москва

Д. Разволяева

Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН; Российский университет дружбы народов

Author for correspondence.
Email: darzvlv@fpl.gpi.ru
Россия, Москва; Россия, Москва

И. Моряков

Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН

Email: darzvlv@fpl.gpi.ru
Россия, Москва

А. Анпилов

Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН

Email: darzvlv@fpl.gpi.ru
Россия, Москва

References

  1. Bruggeman P.J., Kushner M.J., Locke B.R., Gardeni-ers J.G.E., Graham W.G., Graves D.B., Hofman-Caris R.C.H.M., Maric D., Reid J.P., Ceriani E., Fernandez Rivas D., Foster J.E., Garrick S.C., Gorbanev Y., Hamaguchi S., Iza F., Jablonowski H., Klimova E., Kolb J., Krcma F., Lukes P., Machala Z., Marinov I., Mariotti D., Mededovic Thagard S., Minakata D., Neyts E.C., Pawlat J., Lj Petrovic Z., Pflieger R., Reu-ter S., Schram D.C., Schröter S., Shiraiwa M., Tarabo-vá B., Tsai P.A., Verlet J.R.R., von Woedtke T., Wil-son K.R., Yasui K., Zvereva G. // Plasma Sources Science and Technology. 2016. P. 1. https://doi.org/10.1088/0963-0252/25/5/053002
  2. Bruggeman P.J., Iza F., Brandenburg R. // Plasma Sources Science and Technology. 2017. V. 26. № 12. https://doi.org/10.1088/1361-6595/aa97af
  3. Artem’ev K.V., Bogachev N.N., Gusein-zade N.G., Dolmatov T.V., Kolik L.V., Konchekov E.M., Andreev S.E. // Russian Physics Journal. 2020. V. 62. P. 2073. https://doi.org/10.1007/s11182-020-01948-1
  4. Pavlik T., Gudkova V., Razvolyaeva D., Pavlova M., Kostukova N., Miloykovich L., Kolik L., Konchekov E., Shimanovskii N. // IJMS. 2023. V. 24. P. 1. https://doi.org/10.3390/ijms24065100
  5. Akopdzhanov A.G., Sveshnikova E.D., Guseyn-zade N.G., Kolik L.V., Konchekov E.M., Shimanovskiy N.L. // Pharmaceutical Chemistry Journal. 2021. V. 55. P. 11. https://doi.org/10.1007/s11094-021-02363-7
  6. Konchekov E.M., Gusein-Zade N.G., Kolik L.V., Artem’ev K.V., Pulish A.V. // In Proceedings of the IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, Institute of Physics Publishing. 2020. V. 848. https://doi.org/10.1088/1757-899X/848/1/012037.
  7. Akopdzhanov A.G., Shimanovskii N.L., Stepanova D.S., Fedotcheva T.A., Pulish A.V., Gusein-zade N.G., Ko-lik L.V., Konchekov E.M. // Biophysics (Russian Federation). 2019. V. 64. P. 926. https://doi.org/10.1134/S0006350919060034
  8. Kuzin A. Solovchenko A., Khort D., Filippov R., Luka-nin V., Lukina N., Astashev M., Konchekov E. // Plants. 2023. V. 12. P. 385. https://doi.org/10.3390/plants12020385
  9. Ashurov M.Kh., Ashurov E.M., Astashev M.E., Baim-ler I.V., Gudkov S.V., Konchekov E.M., Lednev V.N., Lukina N.A., Matveeva T.A., Markendudis A.G. One-gov A.V., Rashidova D.K., Sarimov R.M., Sergei-chev K.F., Sharipov S.T., Simakin A.V., Smirnov I.G., Smolentsev S.Y., Yakubov M.M., Yanykin D.V., Shcherbakov I.A. // ChemEngineering 2022. V. 6. P. 91. https://doi.org/10.3390/chemengineering6060091
  10. Konchekov E.M., Kolik L.V., Danilejko Y.K., Belov S.V., Artem’ev K.V., Astashev M.E., Pavlik T.I., Lukanin V.I., Kutyrev A.I., Smirnov I.G., Gudkov S.V. // Plants (Basel). 2022. V. 11. P. 1373. https://doi.org/10.3390/plants11101373
  11. Konchekov E.M., Glinushkin A.P., Kalinitchenko V.P., Artem’ev K.V., Burmistrov D.E., Kozlov V.A., Kolik L.V. // Frontiers in Physics. 2021. V. 8. https://doi.org/10.3389/fphy.2020.616385
  12. Astashev M.E., Konchekov E.M., Kolik L.V., Gudkov S.V. // Sensors 2022. V. 22. 8310. https://doi.org/10.3390/s22218310
  13. Belov S.V., Danileiko Y.K., Egorov A.B., Lukanin V.I., Semenova A.A., Lisitsyn A.B., Revutskaya N.M., Naso-nova V.V., Yushina Y.K., Tolordava E.R., Nasyrov N.A., Sinichkina A.I., Konchekov E.M., Matveeva T.A., Gudkov S.V. // Processes. 2022. V. 10. P. 1536. https://doi.org/10.3390/pr10081536
  14. Takaki K., Takahashi K., Hayashi N., Wang D., Ohshima T. // Reviews of Modern Plasma Physics. 2021. V. 5. № 12. https://doi.org/10.1007/s41614-021-00059-9
  15. Smirnov B.M., Babaeva N.Y., Naidis G.V., Panov V.A., Son E.E., Tereshonok D.V. // Bubble Method of Water Purification. High Temp. 2019. V. 57. P. 286–288. https://doi.org/10.1134/S0018151X19020202
  16. Bruggeman P., Leys C. // Journal of Physics D: Appl. Phys. 2009. V. 42. P. 1. https://doi.org/10.1088/0022-3727/42/5/053001
  17. Samukawa S., Hori M., Rauf S., Tachibana K., Bruggeman P., Kroesen G., Whitehead J.C., Murphy A.B., Gutso A.F., Starikovskaia S., Kortshagen U., Boeuf J.-P., Sommerer T.J., Kushner M.J., Czarnetzki U., Mason N. // Journal of Physics D: Appl. Phys. 2012. V. 45. P. 1. https://doi.org/10.1088/0022-3727/45/25/253001
  18. Лебедев Ю.А. // Физика плазмы. 2017. Т. 43. № 6. С. 685. https://doi.org/10.7868/S0367292117060105
  19. Babaeva N.Yu., Berry R.S., Najdis G.V., Smirnov B.M., Son É.E., Tereshonok D.V. // High Temperature. 2016. № 54. P. 745. https://doi.org/10.7868/S0040364416050057
  20. Akishev Yu.S., Grushin M.E., Karal’nik V.B., Monich A.E., Pan’kin M.V., Trushkin N.I., Kholodenko V.P., Chugu-nov V.A., Zhirkova N.A., Irkhina I.A., Kobzev E.N. // Физика плазмы. 2006. Т. 32. № 12. С. 1142. https://doi.org/10.1134/S1063780X06120087
  21. Akishev Yu.S., Grushin M., Karal’nik V., Trushkin N., Kholodenko V., Chugunov V., Kobzev E., Zhirkova N., Irkhina I., Kireev G. // Pure Appl. Chem. 2008. V. 80. № 9. P. 1953. https://doi.org/10.1351/pac200880091953
  22. Анпилов А.М., Бархударов Э.М., Бережецкая Н.К., Грицинин С.И., Давыдов А.М., Козлов Ю.Н., Кос-сый И.А., Мисакян М.А., Темчин С.М., Ральченко В.Г., Гущин П.А., Иванов Е.В. // ЖТФ. 2011. Т. 81. С. 48. https://doi.org/10.1134/S1063784211110028
  23. Barkhudarov E.M., Kossyi I.A., Kozlov Yu.N., Tem-chin S.M., Taktakishvili M.I., Christofi N. // Journal of Atomic and Molecular Physics. 2013. P. 12. https://doi.org/10.1155/2013/429189
  24. Anpilov A.M., Barkhudarov E.M., Bark Yu.B., Zadira-ka Yu.V., Christofi M., Kozlov Yu.N., Kossyi I.A., Kop’ev V.A., Silakov V.P., Taktakishvili M.I., Tem-chin S.M. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2001. V. 34. P. 993. https://doi.org/10.1088/0022-3727/34/6/322
  25. Panov V.A., Vasilyak L.M., Vetchinin S.P., Pecherkin V.Ya., Saveliev A.S. // Plasma Phys. Rep. 44, 882–885 (2018). https://doi.org/10.1134/S1063780X1809009X
  26. Babaeva N.Yu., Kushner M.J. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2009. V. 42. https://doi.org/10.1088/0022-3727/42/13/132003
  27. Aнпилов A.M., Бархударов Э.M., Двоенко А.В., Козлов Ю.Н., Коссый И.А., Моряков И.В., Тактакишвили М.И., Темчин С.М. // Успехи прикладной физики. 2016. Т. 4. № 3. С. 265–271.
  28. Mesyats G.A., Osipov V.V., Tarasenko V.F. Pulsed Gas Lasers. Washington: SPIE Press, 1995.
  29. Королев Ю.Д., Месяц Г.А. Физика импульсного пробоя газов. М.: Наука, 1991.
  30. Iqbal T. // International Journal of Plant Research. 2017. V. 30. P. 93–100. https://doi.org/10.5958/2229-4473.2017.00042.8
  31. Panakkal H., Gupta I., Bhagat R., Ingle A.P. // Nanotechnology in Plant Growth Promotion and Protection. 2021. P. 259. https://doi.org/10.1002/9781119745884.ch13
  32. Анпилов А.М., Бархударов Э.М., Коссый И.А., Мисакян М.А., Моряков И.В., Смирнов М.Г., Тактакишвили И.М. // ЖТФ. 2021. Т. 91. № 5. С. 772. https://doi.org/10.21883/JTF.2021.05.50688.311-20
  33. Анпилов А.М., Бархударов Э.М., Козлов Ю.Н., Коссый И.А., Мисакян М.А., Моряков И.В., Тактакишвили М.И., Тарасова Н.М., Темчин С.М. // Физика плазмы. 2019. Т. 45. № 3. С. 268. https://doi.org/10.1134/S036729211902001X
  34. Анпилов А.М., Бархударов Э.М., Гусейн-заде Н.Г.О., Коссый И.А., Мисакян М.А., Моряков И.В., Смир-нов М.Г., Тактикашвили М.И., Темчин С.М. Устройство для плазмохимической обработки жидкостей. Патент на полезную модель 201546 U1, 21.12.2020.
  35. Wolff. S.P. // Methods in Enzymology. 1994. V. 233. P. 182. https://doi.org/10.1016/S0076-6879(94)33021-2
  36. Tsikas D. // J Chromatogr B Analyt Technol Biomed Life Sci. 2007. V. 851. P. 51. https://doi.org/10.1016/j.jchromb.2006.07.054
  37. Shin R., Schachtman D.P. // Proceedings of the National Academy of Sciences. 2004. V. 101. P. 8827. https://doi.org/10.1073/pnas.0401707101
  38. Belov S.V., Danyleiko Y.K., Glinushkin A.P., Kalini-tchenko V.P., Egorov A.V., Sidorov V.A., Konchekov E.M., Gudkov S.V., Dorokhov A.S., Lobachevsky Y.P., Izmai-lov A.Yu. // Frontiers in Physics. 2021. V. 8. https://doi.org/10.3389/fphy.2020.618320
  39. Chen B., Wang Z., Li S.-X., Wang G.-X., Song H., Wang X. // Plant Science. 2004. V. 167. https://doi.org/10.1016/j.plantsci.2004.05.01
  40. Kossyi I.A., Kostynsky A.Y., Matveyev A.A., Silakov V.P. // Plasma Sources Sci. Technol. 1992. V. 1. P. 207.https://doi.org/10.1088/0963-0252/1/3/011
  41. Shakhatov V.A., Gritsinin S.I., Borzosekov V.D. // Физика плазмы 2021. Т. 47. № 5. С. 441. https://doi.org/10.31857/S0367292121050085
  42. Artem’ev K.V., Batanov G.M., Berezhetskaya N.K., Borzosekov V.D., Gritsinin S.I., Davydov A.M., Kolik L.V., Konchekov E.M., Kossyi I.A., Lebedev Y.A., Moryakov I.V., Petrov A.E., Sarksyan K.A., Stepakhin V.D., Khar-chev N.K., Shakhatov V.A. // Физика плазмы. 2020. Т. 46. № 3. С. 264. https://doi.org/10.31857/S0367292120030014
  43. Ahmad A., Hashmi S., Palma J., Corpa F. // Chemosphere. 2022. V. 290. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2021.133329
  44. Adhikari T., Kundu S., Rao A.S. // Int. J. Agric. Food Sci. Technol. 2013. V. 4. P. 809.
  45. Shah V., Belozerova I. // Water Air Soil Pollut. 2009. V. 197. P. 143. https://doi.org/10.1007/s11270-008-9797-6
  46. Sajib S.A., Billah M., Mahmud S., Miah M., Hossain F., Omar F.B., Roy N.C., Hoque K.M.F., Talukder M.R., Kabir A.H., Reza M.A. // Plasma Chem.Plasma Process. 2020. V. 40. P. 119. https://doi.org/10.1007/s11090-019-10028-3
  47. Sarinont T., Katayama R., Wada Y., Koga K., Shiratani M. // MRS Adv. 2017. V. 2. P. 995. https://doi.org/10.1557/adv.2017.178
  48. Attri P., Ishikawa K., Okumura T., Koga K., Shiratani M. // Processes. 2020. V. 8. P. 1002. https://doi.org/10.3390/pr8081002
  49. Шмелев В. М., Анпилов А.М, Бархударов Э.М. // Прикладная физика. 2005. № 5. С. 55–59.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2.

Download (1011KB)
Indexing metadata
3.

Download (23KB)
Indexing metadata
4.

Download (376KB)
Indexing metadata
5.

Download (95KB)
Indexing metadata
6.

Download (39KB)
Indexing metadata
7.

Download (84KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2023 В.В. Гудкова, Д.А. Разволяева, И.В. Моряков, А.М. Анпилов

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies