Spektroskopie povrchového výboje při rozkladu VOC katalyzovaném TiO2
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
B
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract
Bakalářská práce se zabývá studiem rozkladu těkavých organických látek v povrchovém výboji katalyzovaném TiO2. Těkavé organické látky jsou nebezpečné jak pro lidský organismus tak i životní prostředí. Proto je nutné těkavé organické látky eliminovat a plazmové techniky jsou jedna z možností. Experiment byl prováděn v plazmovém reaktoru na elektrodách pro povrchový výboj. Na jedné z elektrod byla nanesena jedna nebo dvě vrstvy katalyzátoru TiO2. Jako nosný plyn byl použit dusík, který se před vstupem do reaktoru míchal se vzduchem. Záření emitované výbojem při rozkladu VOC bylo pomocí optického vlákna přenášeno do optického emisního spektrometru Jobin Yvon TRIAX 550. Jako modelové látky byly použity toluen, hexan, cyklohexan a xylen. Během experimentu byl sledován vliv výkonu na katalyzovaný, respektive nekatalyzovaný rozklad VOC výbojem. Pomocí optické emisní spektrometrie je možné stanovit některé důležité parametry výboje, např. rotační a vibrační teplota. Tyto hodnoty byly pro jednotlivá měření stanoveny rozsahu od 650 do 1050 K pro rotační teplotu a od 1600 do 1950 K pro vibrační teplotu. Průměrná chyba stanovení byla 100 K pro rotační teplotu a 120 K pro vibrační teplotu. Bylo zjištěno, že katalyzátor nemá na rotační a vibrační teplotu vliv. Naopak změna výkonu výboje výrazně ovlivňuje jak rotační, tak i vibrační teplotu. Při nižším výkonu byly spočteny výrazně odlišné hodnoty vibrační teploty u jednotlivých sloučenin, zatímco při vyšším výkonu byly tyto hodnoty podobné. Dále byly z emisních spekter identifikovány spektrální pásy dusíku, kyslíku a NO. Zjištěné výsledky lze použít jako základ pro další, rozšířené studium rozkladu těkavých organických látek v povrchovém výboji.
Bachelor thesis is focused on the study of degradation of volatile organic compounds in surface discharge catalysed by TiO2. Volatile organic compounds are dangerous both for human beings and the environment. Therefore it is necessary to eliminate volatile organic compounds. Plasma technology is one of the options how to reach their efficient removal. The experiment was carried out in the plasma reactor with electrodes for surface discharge. One or two layers of TiO2 catalyst were deposited on one of the electrodes. Nitrogen was used as a carrier gas and it was mixed with air before entering the reactor. The radiation emitted by the discharge during the degradation of VOC was transmitted via optical fibre to the optical emission spectrometer Jobin Yvon TRIAX 550. Toluene, hexane, cyklohexane and xylene were used as model VOCs. During the experiment the impact of input power on catalysed or non-catalysed degradation of VOC by the discharge has been monitored. Using optical emission spectrometry it is possible to determine some important parameters of surface discharge, such as rotation and vibration temperature. The values were determined for each measurement in the range from 650 to 1050 K for rotation temperature and from 1600 to 1950 K for vibration temperature. The average error of determination was 100 K for rotation temperature and 120 K for vibration temperature. It was found, that the catalyst is without effect on the rotation and vibration temperature. In contrast, change of discharge input power significantly influenced both rotation and vibration temperature. Significantly different values of rotation and vibration temperature were obtained in the presence of particular compound for lower input power, while these values were similar for higher input power. Further, the spectral bands of nitrogen, oxygen and NO were identified from emission spectra. The obtained results may be used as a fundament for further study of volatile organic compounds decomposition in surface discharge.
Bachelor thesis is focused on the study of degradation of volatile organic compounds in surface discharge catalysed by TiO2. Volatile organic compounds are dangerous both for human beings and the environment. Therefore it is necessary to eliminate volatile organic compounds. Plasma technology is one of the options how to reach their efficient removal. The experiment was carried out in the plasma reactor with electrodes for surface discharge. One or two layers of TiO2 catalyst were deposited on one of the electrodes. Nitrogen was used as a carrier gas and it was mixed with air before entering the reactor. The radiation emitted by the discharge during the degradation of VOC was transmitted via optical fibre to the optical emission spectrometer Jobin Yvon TRIAX 550. Toluene, hexane, cyklohexane and xylene were used as model VOCs. During the experiment the impact of input power on catalysed or non-catalysed degradation of VOC by the discharge has been monitored. Using optical emission spectrometry it is possible to determine some important parameters of surface discharge, such as rotation and vibration temperature. The values were determined for each measurement in the range from 650 to 1050 K for rotation temperature and from 1600 to 1950 K for vibration temperature. The average error of determination was 100 K for rotation temperature and 120 K for vibration temperature. It was found, that the catalyst is without effect on the rotation and vibration temperature. In contrast, change of discharge input power significantly influenced both rotation and vibration temperature. Significantly different values of rotation and vibration temperature were obtained in the presence of particular compound for lower input power, while these values were similar for higher input power. Further, the spectral bands of nitrogen, oxygen and NO were identified from emission spectra. The obtained results may be used as a fundament for further study of volatile organic compounds decomposition in surface discharge.
Description
Citation
VEVERKOVÁ, R. Spektroskopie povrchového výboje při rozkladu VOC katalyzovaném TiO2 [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2009.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Spotřební chemie
Comittee
prof. Ing. Martina Klučáková, Ph.D. (předseda)
prof. Ing. Boleslav Taraba, CSc. (místopředseda)
prof. RNDr. Hana Dočekalová, CSc. (člen)
doc. Ing. Václav Prchal, CSc. (člen)
prof. Ing. Michal Veselý, CSc. (člen)
Date of acceptance
2009-06-25
Defence
Jak velká byla chyba měření vibračních teplot?
Byl proveden slepý pokus - bez TiO2?
Jak lze rozlišit fotokatalickou dekompozici a přímý rozklad VOC ve výboji?
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení