Quá trình điện cực bằng dòng một chiều (DC) cao áp với plasma điện hóa và các ứng dụng công nghệ

Tóm tắt

Với điện áp cao một chiều, các phản ứng điện hóa vẫn có thể được thực hiện ngay cả trong nước cất có độ dẫn điện rất thấp. Ion kim loại từ phản ứng hòa tan ở anot có thể phản ứng với khí hiđro được tạo thành từ catot trong môi trường nước để tạo thành kim loại; rồi nguyên tử kim loại tương tác tiếp tục bằng lực Van der Walls để tạo nên các hạt nano kim loại. Các quá trình phản ứng trên các điện cực để chế tạo dung dịch nano kim loại được kiểm soát bằng điện áp cao một chiều, khoảng cách giữa các điện cực anot với catot và độ dẫn của môi trường. Các đặc tính của dung dịch nano bạc kim loại như phổ UV-Vis, hình dạng hạt TEM, phân bố kích thước hạt, thế zeta cũng như khả năng diệt khuẩn đã được xác định và chứng minh. Sản phẩm thu được có độ tinh khiết cao do dung dịch nano không chứa các ion Na⁺, NO₃^- cũng như các sản phẩm phản ứng và chất ổn định khác nên có thể ứng dụng cho nhiều đối tượng mà không ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Ngoài bạc, các kim loại khác như Au, Cu, Fe, .. cũng có thể được chế tạo ở dạng nano bằng công nghệ DC cao áp.

Môi trường khí được tạo ra trên điện cực bằng phản ứng điện hóa cao áp một chiều với điện trường lớn và hiệu điện thế cao cũng như tác dụng đốt nóng của môi chất sẽ là điều kiện thích hợp để chuyển từ trạng thái khí sang trạng thái plasma. Dấu hiệu cho thấy sự hiện diện của plasma điện hóa là sự phát sáng trên điện cực cũng như cường độ dòng điện tăng đột biến theo thời gian. Cũng có thể điều khiển thời gian xuất hiện plasma điện hóa khi thay đổi các thông số công nghệ phản ứng điện hóa cao áp. Trạng thái plasma điện hóa sẽ tạo ra H₂O₂ và các gốc tự do như OH• có khả năng phản ứng mạnh. Điều đó được sử dụng để xử lý các chất gây ô nhiễm nước như 2,4-D hoặc 2,4,5-T thành sản phẩm cuối cùng là CO₂ rất hiệu quả, đặc biệt trên điện cực Fe thêm phản ứng Fenton. Tương tự, nước thải dệt nhuộm có xanh metylen cũng như nước thải sinh hóa bệnh viện nồng có độ cao cũng có thể được xử lý cho kết quả tôt bằn DC cao áp với plasma điện hóa.