Nyt design forbedrer vanddekontaminering via plasmastråle

Nu har forskerne Juan Amaro Gahete, Francisco J. Romero Salguero og María C. García formået at designe en reaktor af denne type plasma og at øge mængden af ​​disse aktive arter, der genereres i vand, og dermed muliggøre ødelæggelsen af ​​høje koncentrationer farvestoffer (i dette tilfælde methylenblåt) på få minutter.

De opnåede dette ved at ændre designet af surfatronen, metalenheden, der blander energien fra en mikrobølgegenerator med plasmaet for at opretholde den.

"Det, vi har gjort, er at placere et lille stykke silicium i kvartsudledningsrøret, så der kan genereres et andet plasma, et som ikke er trådformet og er mere effektivt til at skabe aktive arter, når de interagerer med vand," forklarede professor María C. García.

De førnævnte plasmakomponenter genererer, når de interagerer med vand, oxiderende arter, der er i stand til at nedbryde organiske forbindelser og dræbe mikroorganismer, hvilket gør det muligt for denne plasmareaktor at blive brugt i applikationer relateret til vandrensning.

Denne nye konfiguration udvider derfor anvendeligheden af ​​denne type plasma.

"Designet ændrer fuldstændigt konfigurationen af ​​det elektromagnetiske felt, der genereres af surfatronen for at skabe plasmaet, hvilket resulterer i plasma med forskellige og mere effektive egenskaber, hvilket også eliminerer problemet med filamentering (opdelingen af ​​plasmasøjlen i mange filamenter), som destabiliserer det," forklarede professor García.

Og så... dekontaminering. "De oxiderende arter, der dannes på grund af plasmas virkning, er meget reaktive og gør det muligt at ødelægge det organiske stof inde i vandet," fortsatte professor Francisco J. Romero.

For at dette skal ske, indføres plasmaet ikke i vandet. Det er snarere lavet til at virke fjernt, så der mellem vandet og plasmaet er en luftzone, hvor adskillige reaktioner opstår på grund af kollisioner mellem de exciterede arter og molekylerne af oxygen, nitrogen og vanddamp, og "reaktive arter, der diffunderer ind i væsken og ender med forureningerne" genereres.

Dekontamineringspotentialet af denne type plasma, genereret med dette nye design, "er blevet testet for at reducere høje koncentrationer af methylenblåt farvestof i vand, med meget effektive resultater med hensyn til energi, der opnår fuldstændig eliminering af farvestoffet ved reducerede behandlingstider ," sagde forsker Juan Amaro.

Med dette arbejde er der således gjort fremskridt med en af ​​applikationerne af plasma, den "fjerde tilstand af stof", der skabes ved at forsyne en stabil gas med energi og omdanne den til en ioniseret gas, hvor dette gælder for næsten alt:fremstilling af mikrochips, desinficerer overflader, heler sår, afsætter anti-reflekterende belægninger på glas, forbedrer frøspiring, genvinder affald, aktiverer plastoverfladen for at opnå bedre malingsvedhæftning og utallige andre anvendelser.

Flere oplysninger: Juan Amaro-Gahete et al., Modificeret surfatron-enhed til forbedring af mikrobølge-plasma-assisteret generering af RONS og methylenblåt nedbrydning i vand, Kemosfære (2023). DOI:10.1016/j.chemosphere.2023.140820

Journaloplysninger: Kemosfære

Leveret af University of Córdoba