Зміна оптичних характеристик води внаслідок обробки розрядом

Abstract

Резюме. На сьогоднішній день актуальними є питання про екологічний стан довкілля, зокрема води. Якість води визначається домішками, які вона містить, та рівнем ph. Чиста вода — це вода, якість якої достатня для здорового життя людей, тварин та рослин, які споживають воду. У природі хімічно чистої води (H2O) практично немає. Для очистки води можна застосувати тліючий розряд за атмос ферного тиску в повітрі між металічним і рідинним електродами. Також актуальним питанням пос тає вивчення наночистинок та можливостей їхнього застосування. Наноструктурні матеріали ма ють розміри від 1 до 100 нм і можуть бути виготовлені з різних речовин, яким притаманні унікальні властивості та функції. Наночастинкам приділяють велику увагу, через їхню високу стабільність у біологічних рідинах, а також тривалий час зберігання. Метою роботи є вивчення дії розряду на воду методом поглинання випромінювання. Як джерело випромінювання використовувалась вольфрамова лампа. Порівнювались інтенсивність випромінювання, що пройшло через порожню кювету, та інтен сивність випромінювання, що пройшло через кювету з рідиною. Вода, оброблена розрядом, отримана запалюванням тліючого розряду над водою в кюветі, виготовленій з органічного скла. Одним з елек тродів була голка з міді, а іншим — поверхня дистильованої води. Анодом була голка з міді діаметром 2 мм, а катодом — мідна пластина. Відстань між кінчиком анода і поверхнею дистильованої води складала 7 мм, а товщина розчину над поверхнею металевого катода — 5 мм. Подано результати дослідження оптичних характеристик рідини. Наведено залежності інтенсивностей випромінювання від довжини хвилі з використанням різних водних розчинів та води різної чистоти. Досліджено коефі цієнти пропускання випромінювання для різних розчинів. Обговорено роль сполук на основі O, S, H, N у поглинанні. Встановлено, що пропускання випромінювання чистою водою максимальне в діапазоні довжин хвиль 450…550 нм. Спектри поглинання дистильованої води до і після обробки розрядом дуже подібні, якщо довжина хвиль менша за 500 нм, а із зростанням довжини хвилі дія розряду викликає збі льшення поглинання. Поглинання домішками в діапазоні 400…650 нм вказує на переважну роль у пог линанні сполук на базі атомів O, S.

Abstract. Presently the ecological state of the environment, in particular water is an actual task. Water quality is determined by the impurities it contains and the pH level. Clean water is water whose quality is sufficient for the healthy life of people, animals and plants that consume water. There is practically no chemically pure water (H2O) in nature. Glow discharge of atmospheric pressure in the air between the metallic and liquid electrodes is used for the purification of water. Also an urgent issue is the study of nanoparticles and the possibilities of their application. Nanostructured materials range in size from 1 to 100 nm and can be made from a wide range of materials with unique properties and functions. Nanoparticles are given a lot of attention due to their high stability in biological fluids, as well as long shelf life. The purpose of the work was to study the effect of discharge on water by the method of radiation absorption. А tungsten lamp was used as the radiation source. For comparison, the intensity of the radiation source obtained by passing through an empty cuvette and the radiation intensity obtained by passing through a cuvette with liquid were used. Discharge-treated water obtained by igniting a glow discharge over water in a cuvette made of plexiglass, one electrode was a copper needle, and the other — the surface of distilled water. The anode was a copper needle with a diameter of 2 mm, and the cathode was a copper plate. The experiments were performed at a distance between the tip of the anode and the surface of distilled water of 7 mm and the thickness of the solution above the surface of the metal cathode 5 mm. The transmission of pure water is maximum in the wavelength range 450…550 nm. The absorption spectra of distilled water before and after discharge treatment are very similar in the wavelength range less than 500 nm, and as the wavelength increases, the action of the discharge causes an increase in absorption. The absorption of impurities in the region of 400…650 nm indicates a predominant role in the absorption of compounds based on O, S atoms. The results of the research of optical characteristics of the liquid are presented. There has been shown the wavelength dependence of emission intensity for various aqueous solutions and varying purity water. For different water solutions the transmittance coefficient is investigated. The role of the O, S, H, N compounds in absorption is discussed.

Резюме. На сегодняшний день актуальны вопросы об экологическом состоянии окружающей среды, в частности воды. Качество воды определяется примесями, которые она содержит и уровнем ph. Чистая вода — это вода, качество которой достаточно для здоровой жизни людей, животных и растений, потребляющих эту воду. В природе химически чистой воды (H2O) практически нет. Для очистки воды можно применить тлеющий разряд при атмосферном давлении в воздухе между металлическим и жидкостным электродами. Также актуальным вопросом является изучение наночастиц и возможностей их применения. Наноструктурные материалы имеют размеры от 1 до 100 нм и могут быть изготовлены из широкого круга веществ, обладающих уникальными свойствами и функциями. Наночастицам уделяют большое внимание, за их высокую стабильность в биологических жидкостях, а также длительное время хранения. Цель работы — изучить действие разряда на воду методом поглощения. В качестве источника излучения использовалась вольфрамовая лампа. Для сравнения использовалась интенсивность источника излучения, полученная при прохождении через пустую кювету и интенсивность излучения, полученная при прохождении через кювету с жидкостью. Вода, обработанная разрядом, получена путем зажигания тлеющего разряда над водой в кювете, изготовленной из оргстекла, одним электродом служила игла из меди, а вторым — поверхность дистиллированной воды. Анодом служила игла из меди диаметром 2 мм, а катодом медная пластина. Эксперименты проводились с расстоянием между кончиком анода и поверхностью дистиллированной воды 7 мм и толщиной раствора над поверхностью металлического катода 5 мм. Представлены результаты исследования оптических характеристик жидкости. Приведены зависимости интенсивностей излучения от длины волны с использованием разных водных растворов и воды разной чистоты. Исследованы коэффициенты пропускания для разных растворов. Проанализирована роль соединений O, S, H, N в поглощении. Установлено что пропускание излучения чистой водой максимальное в диапазоне длин волн 450…550 нм. Спектры поглощения дистиллированной воды до и после обработки разрядом очень похожи в области длин волн менее 500 нм, а с ростом длины волны действие разряда приводит к увеличению поглощения. Поглощение примесями в диапазоне 400…650 нм указывает на большую роль в поглощении соединений на базе атомов O, S.