Analýza rozkladu roztoků huminových kyselin diafragmovým výbojem

Abstract

Tato diplomová práce prezentuje úvodní výsledky výzkumu zaměřeného na aplikaci diafragmového výboje ve vodných roztocích obsahujících huminové látky. Elektrické výboje ve vodě produkují různé reaktivní částice jako jsou radikály (•OH, •O, •H), ionty a molekuly (H2O2, O3). Tyto částice mají vysoký oxidační potenciál, a tudíž snadno reagují s jinými částicemi a molekulami. Reakce mohou vést například k destrukci organických nečistot rozpuštěných ve vodě. Práce studuje tyto efekty na huminových látkách, které mohou být obsaženy ve vodách po záplavách. Diafragmový výboj zkoumaný v této práci byl vytvořen v reaktoru použitím konstantního stejnosměrného vysokého napětí až do 2 kV, dává celkový vstupní výkon 100–200 W. K průrazu a vzniku výboje docházelo v oblasti malé („špendlíkové“) dírky v dielektrické přepážce oddělující dva elektrodové prostory (anodový a katodový). Představená práce zkoumá rozklad huminových kyselin v elektrickém výboji v závislosti na vlastnostech roztoku a vlastnostech výboje. Pozorovány byly parametry jako počáteční vodivost roztoku, druh elektrolytu nebo velikost vstupního výkonu. Mimo to byl zkoumán podstatný vliv pH na rozklad kyseliny huminové. K detekci změn v roztoku kyseliny huminové bylo použito refraktometrie a absorpční UV-VIS spektrometrie ve spojení s fluorescenční spektrometrií.Preliminary results of research focused on the applications of DC diaphragm discharge in water solutions containing humic substances are presented in this diploma thesis. Electrical discharges in water produce various reactive species such as radicals (•OH, •O, •H), ions and molecules (H2O2, O3). These species have high oxidation potential and thus they easily react with order species and molecules. Such reactions could lead, for example, to destruction of organic pollutants dissolved in water. This work studies this effect on humic matters that can be contained in water coming from floods. Diaphragm discharge investigated by this work was created in the reactor using konstant DC high voltage up to 2 kV that gave the total input power from 100 to 200 W. Breakdown and discharge ignition started in the pin-hole in the dielectric barrier separating two electrode spaces (anode and cathode space). Presented work investigates decomposition of humic substances by the electric discharge in the dependence of solution properties and discharge conditions. Parameters such as initial solution conductivity, electrolyte kind or input power have been investigated. Moreover, substantial effect of pH on humic acid decomposition has been observed. Refraktometry and absorption spectroscopy in UV-VIS region together with fluorescence spectroscopy has been used for the detection of changes in humic solutions.