Studium reakcí ozónu s povrchem kovových materiálů

Abstract

Tato bakalářská práce je zaměřena na studium reakcí ozonu a kyslíku s povrchem kovových materiálů. Ozon podléhá samovolnému rozkladu, který je například ovlivněn zvýšenou teplotou nebo reakcemi s jinými látkami. Cílem je zjistit, jak rychle probíhá heterogenní rozklad nebo tvorba ozonu na různých površích kovových materiálů. V teoretické části jsou popsány vlastnosti ozonu, možnosti jeho využití, generace ozonu, metody stanovení koncentrace a vztah ozonu k pevným povrchům. V experimentální části je zkoumáno, jak se mění koncentrace ozonu v závislosti na reakčním čase při laboratorní teplotě, změně průtoku kyslíku a argonu při vyfukování a samotný rozklad na ocelovém, měděném a hliníkovém povrchu. Ozon generovaný z kyslíku se uzavřel v trubičce z kovového materiálu a nechal působit po určitou reakční dobu. Po této době byl ozon vyfouknout různě velikými průtoky kyslíku. Koncentrace ozonu se sledovala pomocí absorpční spektrometrie. Ze získaných závislosti je patrné, že koncentrace ozonu klesá. V dalších experimentech se nechal ozon protékat trubičkami po dobu 5 min. Po této době byl do trubičky přiveden čistý kyslík a docházelo ke vzniku ozonu heterogenními reakcemi na povrchu. Byl sledován vliv reakčního času na vznik a zánik ozonu na površích. Nakonec byly provedena analýza povrchů pomocí skenovacího elektronového mikroskopu s prvkovou analýzou.

This bachelor thesis is focused on the study of ozone and oxygen reactions with the surface of metallic materials. Ozone undergoes spontaneous decomposition, which is, for example, influenced by increased temperature or reactions with other substances. The aim is to find out how fast heterogeneous decomposition or ozone formation takes place on different metal surfaces. The theoretical part describes the properties of ozone, possibilities of its use, generation of ozone, methods of determination of concentration and relation of ozone to solid surfaces. The experimental part examines how the ozone concentration changes depending on the reaction time at room temperature, the change in oxygen and argon flow during blowing, and the decomposition itself on the steel, copper, and aluminum surfaces. The ozone generated from the oxygen was enclosed in a metal material tube and allowed to react for a certain period of time. After this time, the ozone was blown out by various oxygen flow rates. Ozone concentration was monitored by absorption spectrometry. The dependence obtained shows that ozone concentration decreases. In further experiments, ozone was allowed to flow through the tubes for 5 min. After this time, pure oxygen was fed into the tube and ozone formed by heterogeneous surface reactions. The influence of the reaction time on the formation and disappearance of ozone on the surfaces was investigated. Finally, surface analysis was performed using a scanning electron microscope with elemental analysis.