Активация водных растворов с помощью многоискрового кольцевого разряда с инжекцией газа в разрядных промежутках
- Autores: Гудкова В.1,2, Разволяева Д.1,2, Моряков И.1, Анпилов А.1
-
Afiliações:
- Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН
- Российский университет дружбы народов
- Edição: Volume 49, Nº 11 (2023)
- Páginas: 1160-1169
- Seção: НИЗКОТЕМПЕРАТУРНАЯ ПЛАЗМА
- URL: https://journals.rcsi.science/0367-2921/article/view/233141
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0367292123600553
- EDN: https://elibrary.ru/EQIOQU
- ID: 233141
Citar
Resumo
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.
Sobre autores
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
Autor responsável pela correspondência
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
Bibliografia
- 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
- Bruggeman P.J., Iza F., Brandenburg R. // Plasma Sources Science and Technology. 2017. V. 26. № 12. https://doi.org/10.1088/1361-6595/aa97af
- 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
- 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
- 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
- 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.
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- Astashev M.E., Konchekov E.M., Kolik L.V., Gudkov S.V. // Sensors 2022. V. 22. 8310. https://doi.org/10.3390/s22218310
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- Лебедев Ю.А. // Физика плазмы. 2017. Т. 43. № 6. С. 685. https://doi.org/10.7868/S0367292117060105
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- Babaeva N.Yu., Kushner M.J. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2009. V. 42. https://doi.org/10.1088/0022-3727/42/13/132003
- 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.
- Mesyats G.A., Osipov V.V., Tarasenko V.F. Pulsed Gas Lasers. Washington: SPIE Press, 1995.
- Королев Ю.Д., Месяц Г.А. Физика импульсного пробоя газов. М.: Наука, 1991.
- Iqbal T. // International Journal of Plant Research. 2017. V. 30. P. 93–100. https://doi.org/10.5958/2229-4473.2017.00042.8
- 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
- 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
- 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
- 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.
- Wolff. S.P. // Methods in Enzymology. 1994. V. 233. P. 182. https://doi.org/10.1016/S0076-6879(94)33021-2
- 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
- Shin R., Schachtman D.P. // Proceedings of the National Academy of Sciences. 2004. V. 101. P. 8827. https://doi.org/10.1073/pnas.0401707101
- 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
- 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
- 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
- Shakhatov V.A., Gritsinin S.I., Borzosekov V.D. // Физика плазмы 2021. Т. 47. № 5. С. 441. https://doi.org/10.31857/S0367292121050085
- 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
- Ahmad A., Hashmi S., Palma J., Corpa F. // Chemosphere. 2022. V. 290. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2021.133329
- Adhikari T., Kundu S., Rao A.S. // Int. J. Agric. Food Sci. Technol. 2013. V. 4. P. 809.
- Shah V., Belozerova I. // Water Air Soil Pollut. 2009. V. 197. P. 143. https://doi.org/10.1007/s11270-008-9797-6
- 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
- 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
- Attri P., Ishikawa K., Okumura T., Koga K., Shiratani M. // Processes. 2020. V. 8. P. 1002. https://doi.org/10.3390/pr8081002
- Шмелев В. М., Анпилов А.М, Бархударов Э.М. // Прикладная физика. 2005. № 5. С. 55–59.