Studium kinetických procesů v dohasínajícím plazmatu titračními metodami
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract
V posledních více než padesáti letech bylo provedeno nesčetně experimentů a publikováno velké množství teoretických prací v oblasti dohasínajícího dusíkového plazmatu. Část těchto prací se zaměřovala i na dusík v aktivním výboji, na dohasínání i na kinetické procesy v něm probíhající. Cílem prezentované bakalářské práce bylo právě studium kinetických procesů v dohasínajícím výboji v čistém dusíku a v dusíku obsahujícím stopy methanu. Metodou popsanou v práci byla stanovena koncentrace atomárního dusíku při různých příměsech methanu titrací oxidu dusného do dohasínajícího výboje. Všechny experimentální výsledky byly získány optickou emisní spektroskopií. Optická emisní spektra byla změřena v rozsahu 300-600 nm. Mezi elektrodami ve výbojové trubici z křemenného skla byl udržován stejnosměrný výboj a celý experiment probíhal v proudícím režimu. Proudícím režim byl zvolen z důvodu vhodného časového rozlišení dohasínajícího výboje. Průtok dusíku byl 400 mln/min. Oxid dusný byl do dohasínajícího výboje přidáván v různých časech dohasínání a jeho průtok činil 0-10 mln/min. Stopové příměsi methanu v čistém dusíku byly v rozsahu 0,006-0,025 % z celkového objemu proudícího plynu. Totální tlak byl nastaven na 1000 Pa, výboj byl udržován při proudu 150 mA a napětí na 1110 V. Ve všech spektrech byly identifikovány následující spektrální systémy: 1. pozitivní, 1. negativní a 2. negativní systémy dusíku, dále NO a NO2*. Koncentrace atomárního dusíku byla určena pomocí naměřených intenzit NO a NO2*. Ze získaných výsledků lze usoudit, že hodnota koncentrace atomárního dusíku se zvyšuje se zvyšující se koncentrací methanu. Na druhé straně, molekulární ion dusíku je silně zhášen dokonce už při nízkých koncentrací methanu. Z hlediska použití titrační metody a vyhodnocení získaných výsledků se tato práce řadí mezi inovativní a přináší nové poznatky do současného výzkumu.
Many experimental and theoretical works on plasma post-discharges have been published during the last more than fifty years. A part of these works was focused in details on nitrogen discharges and post-discharges and kinetic processes in it. The aim of the presented bachelor`s thesis was to study kinetic processes in post-discharge in pure nitrogen and nitrogen contained methane traces. Atomic nitrogen concentration at different methane concentrations was measured by the nitrogen monoxide titration into the post-discharge. All experimental results were obtained by the optical emission spectroscopy. Optical emission spectra were taken in the range of 300-600 nm. DC discharge was created in a quartz tube in a flowing regime. The flowing regime was chosen for this experiment because of better time resolution of the post-discharge. Nitrogen flow was 400 mln/min. Nitrogen oxide flow was in the range of 0-10 mln/min and it was added at the selected post-discharge time. Experiments were carried out for pure nitrogen and for four different methane concentrations – 0.006, 0.013, 0.019 and 0.025 %. Total gas pressure of 1000 Pa, discharge current of 150 mA and voltage of 1110 V were constant during all these experiments. Nitrogen first positive, second positive and first negative spectral systems, NO spectral system and NO2* spectral system were recognized in all measured spectra. The atomic nitrogen concentration was determined using NO and NO2* intensities, and it was increased by the increase of methane concentration. On the other hand, the nitrogen molecular ion emission was strongly quenched even at very low concentration of methane. From this point of view, this thesis is innovative and brings new results into the worldwide research.
Many experimental and theoretical works on plasma post-discharges have been published during the last more than fifty years. A part of these works was focused in details on nitrogen discharges and post-discharges and kinetic processes in it. The aim of the presented bachelor`s thesis was to study kinetic processes in post-discharge in pure nitrogen and nitrogen contained methane traces. Atomic nitrogen concentration at different methane concentrations was measured by the nitrogen monoxide titration into the post-discharge. All experimental results were obtained by the optical emission spectroscopy. Optical emission spectra were taken in the range of 300-600 nm. DC discharge was created in a quartz tube in a flowing regime. The flowing regime was chosen for this experiment because of better time resolution of the post-discharge. Nitrogen flow was 400 mln/min. Nitrogen oxide flow was in the range of 0-10 mln/min and it was added at the selected post-discharge time. Experiments were carried out for pure nitrogen and for four different methane concentrations – 0.006, 0.013, 0.019 and 0.025 %. Total gas pressure of 1000 Pa, discharge current of 150 mA and voltage of 1110 V were constant during all these experiments. Nitrogen first positive, second positive and first negative spectral systems, NO spectral system and NO2* spectral system were recognized in all measured spectra. The atomic nitrogen concentration was determined using NO and NO2* intensities, and it was increased by the increase of methane concentration. On the other hand, the nitrogen molecular ion emission was strongly quenched even at very low concentration of methane. From this point of view, this thesis is innovative and brings new results into the worldwide research.
Description
Citation
JOSIEK, S. Studium kinetických procesů v dohasínajícím plazmatu titračními metodami [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2012.
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. Vítězslav Otruba, CSc. (člen)
doc. Mgr. Martin Vala, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Michal Veselý, CSc. (člen)
Date of acceptance
2012-06-19
Defence
Otruba – Metoda emisní spektrometrie – využívá dusíku v excitovaném stavu?
Vala – Jaký je mechanismus vzniku after glow? Jak byly zjištěny vibrační přechody?
Taraba – Jaké kinetické procesy se v práci uplatňují?
Veselý – Jak byly pořízeny záběry dohasínajícího plazmatu? Jakou jednotku má relativní veličina?
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení