Обзор методов образования пероксида водорода в электрическом разряде в плазме с жидкой водой

В статье представлен обзор литературы, посвящённой образованию пероксида водорода плазменными методами. Энергетический выход при плазменном получении пероксида водорода из воды охватывает примерно три порядка величины — от 4 × 10−2 до 80 г·кВт−1·ч−1. Широкий спектр плазменных процессов — от разрядов радиочастотного (РЧ) диапазона до импульсных, переменного тока (AC) и постоянного тока (DC) — при непосредственном воздействии в жидкой фазе характеризуется сходными энергетическими выходами и поэтому может быть ограничен процессами тушения радикалов на границе раздела плазма–жидкость. Модификация реактора с использованием разрядов в пузырьках и разрядов над поверхностью жидкости может обеспечить умеренное повышение энергетического выхода по сравнению с непосредственным разрядом в жидкости; однако интерпретация результатов осложняется дополнительными химическими реакциями компонентов газовой фазы, таких как озон и оксиды азота. Наибольшая эффективность достигается в плазменном процессе с использованием капель жидкой воды, которые могут повышать эффективность за счёт удержания пероксида водорода в жидкости и подавления реакций разложения с участием радикалов из газовой фазы и с границы раздела. Согласно опубликованным в литературе кинетическим моделированиям паров воды, плазменное образование пероксида водорода должно достигать примерно 45% термодинамического предела. Этот факт в сочетании с экспериментальными исследованиями, демонстрирующими повышение эффективности в присутствии конденсированной жидкой фазы, указывает на возможность дальнейшего увеличения энергетического выхода. Непосредственное плазменное получение пероксида водорода из воды выгодно сравнивается с рядом других методов, включая электронно-пучковые, ультразвуковые, электрохимические и фотохимические методы, а также другие химические процессы.