Nghiên cứu sự phát plasma jet ở áp suất khí quyển ứng dụng phân hủy rhodamine b trong dung dịch

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC NGUYỄN THỊ THUẦN NGHIÊN CỨU SỰ PHÁT PLASMA JET Ở ÁP SUẤT KHÍ QUYỂN ỨNG DỤNG PHÂN HỦY RHODAMINE B TRONG DUNG DỊCH LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÍ THÁI NGUYÊN - 2022 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC NGUYỄN THỊ THUẦN NGHIÊN CỨU SỰ PHÁT PLASMA JET Ở ÁP SUẤT KHÍ QUYỂN ỨNG DỤNG PHÂN HỦY RHODAMINE B TRONG DUNG DỊCH Chuyên ngành: Quang học Mã số: 84 40 110 LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÍ Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Văn Hảo TS Phạm Thế Tân THÁI NGUYÊN - 2022 i LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu tôi, với hướng dẫn TS Nguyễn Văn Hảo – Viện Khoa học Công nghệ, Trường Đại học Khoa học Thái Nguyên Các nội dung nghiên cứu kết đề tài trung thực chưa công bố cơng trình nghiên cứu trước Những nội dung luận văn có tham khảo sử dụng tài liệu, thông tin đăng tải tác phẩm, tạp chí trang Web liệt kê danh mục tài liệu tham khảo luận văn Thái Nguyên, ngày 12 tháng 12 năm 2021 Học viên thực đề tài Nguyễn Thị Thuần ii LỜI CẢM ƠN Lời em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc tới thầy giáo, TS Nguyễn Văn Hảo, người trực tiếp hướng dẫn, bảo tận tình giúp đỡ em suốt thời gian học tập, nghiên cứu hoàn thành luận văn Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới tất thầy cô, tập thể cán khoa Vật lý Công nghệ (nay Viện Khoa học Công nghệ), trường Đại học Khoa học Thái Nguyên tạo điều kiện giúp đỡ em học tập truyền đạt cho em nhiều kiến thức quý báu để hoàn thành luận văn Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy TS Phạm Thế Tân, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên giúp đỡ em thực nghiệm đo đạc, phân tích phổ hồn thành luận văn Em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, Tổ chuyên môn anh chị, em đồng nghiệp trường THPT Lương Tài tạo điều kiện để em tham gia khố học hồn thành luận văn Cuối em xin cảm ơn tồn thể gia đình bạn bè giúp đỡ động viên em suốt trình học tập Thái Nguyên, ngày 12 tháng 12 năm 2021 Học viên Nguyễn Thị Thuần iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT v DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ vii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ix MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Plasma 1.1.1 Cơ sở plasma 1.1.2 Phân loại plasma 1.2 Plasma áp suất khí 1.3 Các nguồn chế độ phóng plasma áp suất khí 1.3.1 Plasma DBD 1.3.2 Phóng điện rào cản điện môi vi sợi 1.3.3 Phóng điện rào cản khuếch tán (phóng điện glow) 11 1.4 Các đặc trưng điện quang 12 1.5 Cơ chế ứng dụng plasma lạnh áp suất khí 13 1.6 Chất màu ô nhiễm 15 1.6.1 Thuốc nhuộm 15 1.6.2 Tác hại ô nhiễm nước thải thuốc nhuộm 16 1.6.3 Quá trình xử lý nước thải chứa chất màu hữu 16 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26 2.1 Chế tạo hệ plasma jet áp suất khí 26 2.1.1 Nguồn nuôi plasma 26 2.1.2 Nguồn khí trì plasma 27 2.1.3 Đầu phát tia plasma chất lỏng 27 2.1.4 Hệ plasma jet cho xử lý chất màu ô nhiễm 27 iv 2.2 Phương pháp xác định đặc trưng điện quang hệ plasma 28 2.2.1 Xác định đặc trưng điện 28 2.2.2 Xác định đặc trưng quang 29 2.3 Phương pháp khảo sát tính chất quang 30 2.3.1 Quang phổ hấp thụ UV-Vis 30 2.3.2 Phương pháp phổ huỳnh quang 31 2.4 Phương pháp quang phổ hấp thụ hồng ngoại (FTIR) 33 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 36 3.1 Kết chế tạo hệ plasma jet áp suất khí 36 3.1.1 Đặc trưng điện hệ plasma 36 Hình 3.1 Điện nguồn plasma 36 3.1.2 Các đặc trưng quang phổ hệ plasma jet 36 3.2 Ứng dụng hệ plasma jet áp suất khí để xử lý chất màu ô nhiễm 39 3.2.1 Ảnh hưởng thời gian xử lý plasma lên độ màu RhB 39 3.2.2 Ảnh hưởng nồng độ RhB ban đầu 40 3.2.3 Ảnh hưởng điện nguồn nuôi plasma 42 3.3 Nghiên cứu động học phân huỷ RhB 46 3.4 Phân tích phổ hấp thụ hồng ngoại FTIR 48 3.5 Phân tích HPLC phân huỷ RhB 49 3.6 Phân tích hình thành gốc OH• 51 3.7 Các chế phân huỷ chất màu plasma 53 KẾT LUẬN 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO 57 v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu viết tắt Nghĩa tiếng Anh Nghĩa tiếng Việt RhB Rhodamine B Rhodamine B AOPs Advanced oxidation processes Các trình oxi hóa nâng cao DBD Dielectric barrier discharge Phóng điện qua rào cản điện mơi DC Direct current Dịng điện chiều RF Radio frequency Tần số sóng vơ tuyến AC Alternating Current Dòng điện xoay chiều LTE Local Thermodynamic Cân nhiệt động Equilibrium cục Atmospheric pressure glow Phóng điện phát sáng áp discharge suất khí Optical emission Spectra Quang phổ phát xạ APGD OES quang học APS Air plasma spray coating Lớp phủ phun plasma không khí THM Trihalomethanes AOT Advanced oxidation Các kỹ thuật oxy hóa techniques bậc cao PhFO Photo-Fenton/ ozon PhCO TiO2 – quang xúc tác / ozon TOC Total organic carbon Tổng số cacbon hữu CCD Charge Coupled Device Cảm biến chuyển đổi hình ảnh quang học PL Photoluminescence Quang huỳnh quang vi FTIR Fourrier Transformation Quang phổ hấp thụ hồng InfraRed ngoại CCD Charge Coupled Device Cảm biến quang-điện PMT Photomultiplier Tubes Ống nhân quang UV Ultra violet Tử ngoại NIR Near Infrared Hồng ngoại gần ABS Absorbance Độ hấp thụ ROS Reactive oxygen species Các loài oxy phản ứng RNS Reactive nitrogen species Các loài nitro phản ứng Air Air Khơng khí HPLC High performance liquid Sắc ký lỏng hiệu chromatography cao PA Phthalic acid Axit Phtalic HPA Hydroxyphthalate vii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Tóm tắt q trình tạo plasma Hình 1.2 Mối quan hệ nhiệt độ áp suất, plasma cân không cân Hình 1.3 Các cấu hình song song đồng tâm phóng điện DBD; (a), (b), (c) thể xếp điện cực song song; (d) cho thấy cách xếp điện cực đồng tâm Hình 1.4 Các cấu hình điện cực khác khơng có khoảng trống điện cực [14] Hình 1.5 Sự phát triển thác điện tử khoảng trống phóng điện, cho thấy phát triển thác, trình chuyển đổi thác sang streamer lan truyền dòng streamer [15] 10 Hình 1.6 Một mơ hình mạch tương đương để phóng điện rào cản điện mơi bề mặt 12 Hình 1.7 Biểu diễn sơ đồ plasma jet 14 Hình 1.8 Plasma jet 14 Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý nguồn điện cao áp xoay chiều 26 Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lý nguồn điện cao áp chiều 26 Hình 2.3 Cấu tạo đầu phát plasma jet 27 Hình 2.4 Sơ đồ thí nghiệm hệ plasma jet cho xử lý chất màu hữu 28 Hình 2.5 Sơ đồ hệ đo đặc trưng điện quang plasma 29 Hình 2.6 Máy quang phổ Avantes AvaSpec 29 Hình 2.7 Máy quang phổ hấp thụ UV - Vis Jasco V-770 (Nhật Bản) Viện Khoa học & Công nghệ, Trường Đại học Khoa học Thái Nguyên 31 Hình 2.8 Sơ đồ chuyển dời quang học phân tử 32 Hình 2.9 Ảnh chụp máy phổ kế quang huỳnh quang FLS-1000 (Edinburgh, UK) 33 viii Hình 2.10 Máy đo phổ FTIR Two, PerkinElmer, USA 34 Hình 3.1 Điện nguồn plasma 36 Hình 3.2 Quang phổ phát xạ tia plasma áp suất khí quyển: (a) sử dụng khơng khí (b) sử dụng ozon 38 Hình 3.3 Phổ hấp thụ UV – Vis chất màu RhB xử lý plasma jet hàm thời gian phản ứng (a) plasma khơng khí (b) plasma ozon 40 Hình 3.4 Phổ UV-Vis RhB nồng độ khác xử lý plasma khơng khí (Hình a) plasma ozon (Hình b) theo thời gian 41 Hình 3.5 Hiệu suất phân huỷ phụ thuộc vào nồng độ ban đầu khác RhB xử lý plasma không khí (a) plasma ozon (b) theo thời gian xử lý khác 42 Hình 3.6 Phổ UV-Vis RhB điện khác xử lý plasma khơng khí plasma ozon 44 Hình 3.7 Hiệu suất phân huỷ RhB plasma (a) không khí (b) ozon điện nguồn ni khác theo thời gian xử lý 45 Hình 3.8 Đồ thị ln (C0/Ct) hàm thời gian xử lý dung dịch RhB có nồng độ ban đầu khác 47 Hình 3.9 Phổ FTIR RhB trước sau xử lý plasma với khơng khí ozon 49 Hình 3.10 Phổ HPLC dung dịch RhB chưa xử lý xử lý plasma (sử dụng khơng khí ozon) bước sóng 550 nm 50 Hình 3.11 Phổ HPLC dung dịch RhB chưa xử lý xử lý plasma (sử dụng khơng khí ozon) bước sóng 280 nm 51 Hình 3.12 Sơ đồ tạo thành axit phthalic (a) hình thành phân tử huỳnh quang hydroxyphthalate (b) 52 Hình 3.13 Phổ PL HPA hàm thời gian xử lý plasma 53 47 Hình 3.8 Đồ thị ln (C0/Ct) hàm thời gian xử lý dung dịch RhB có nồng độ ban đầu khác Bảng 3.2 cho thấy thông số động học gây trình phân hủy RhB Hệ số tương quan (R2) cho trình phân huỷ hầu hết cao 0,90 tất điều kiện sử dụng Điều chứng tỏ liệu thí nghiệm mơ hình động học phản ứng bậc phù hợp Hằng số tốc độ bậc tính 0,214; 0,125; 0,046 phút-1 (xử lý plasma khơng khí) 0,243; 0,145; 0,056 phút-1 (xử lý plasma khơng khí) dung dịch RhB có nồng độ ban đầu tương ứng 30, 50 100 mg/L Những kết phù hợp với 48 phát trước số tốc độ giảm tăng nồng độ chất màu [43] Từ kết mơ tả trên, ba điểm xác nhận, sau 1) Nồng độ ban đầu dung dịch RhB có ảnh hưởng đáng kể đến phân huỷ RhB, tốc độ phân huỷ giảm nồng độ ban đầu tăng lên 2) Sự phân huỷ RhB hồn tồn tn theo q trình động học bậc dung dịch RhB có nồng độ ban đầu đủ thấp 3) Ở nồng độ cao hơn, trình yếu tố động học khác dường đóng vai trị chi phối q trình phân hủy Tuy nhiên, khơng thể xác định q trình yếu tố động học Do đó, nghiên cứu tương lai cần phải làm rõ trình yếu tố diễn Bảng 3.2 Các thơng số động học q trình phân huỷ chất màu RhB Điều kiện Các thông số phản ứng bậc Plasma Air Plasma O3 k (phút-1) R2 k (phút-1) R2 30 mg/L 0,214 0.970 0,243 0,980 50 mg/L 0,125 0,955 0,145 0,976 100 mg/L 0,046 0,896 0,056 0,916 3.4 Phân tích phổ hấp thụ hồng ngoại FTIR Hình 3.9 trình bày phổ FTIR RhB trước sau xử lý plasma Chi tiết vùng hấp thụ quan sát liên kết hóa học tương ứng Các tần số dao động kéo mạnh xuất 3330 cm-1 1638 cm-1 quan sát phổ RhB trước sau xử lý plasma Đỉnh phổ 3330 cm-1 liên quan tới nhóm kéo giãn O-H phân tử chất màu [44] đỉnh 1638 cm-1 quy cho kéo giãn liên kết –C=C Một đỉnh 1016 cm-1 quan sát thấy sau trình xử lý plasma trường hợp plasma khơng khí ozon mà kéo giãn liên kết C-O tạo chất khác [45] 49 Hình 3.9 Phổ FTIR RhB trước sau xử lý plasma với khơng khí ozon 3.5 Phân tích HPLC phân huỷ RhB Để khẳng định phân hủy RhB, thực nghiệm plasma khơng khí ozon sử dụng RhB nồng độ 30 mg/L thời gian 40 30 phút tương ứng Hình 3.10 trình bày phổ HPLC RhB (đo bước sóng 550 nm) chưa xử lý plasma xử lý plasma sử dụng khơng khí ozon Kết cho thấy, mẫu RhB chưa xử lý plasma pha lỗng đến nồng độ 25 g/L phổ HPLC có đỉnh thời gian retention 8,37 phút (đỉnh 1, diện tích peak 8,095 mAU), hai mẫu RhB xử lý plasma không khí ozon khơng cịn xuất peak RB Tuy nhiên, phổ HPLC bước sóng 280 nm (là bước sóng đặc trưng hợp chất có nhân thơm nhóm thế) có xuất thêm peak (Hình 3.11 Bảng 3.3) từ đỉnh (2) tới đỉnh (6) thời gian retention thấp 2,968; 3,469; 4,325; 5,887 phút kết khẳng định phân mảnh 50 chất màu RhB có hình thành chất trung gian khác gốc hoạt tính plasma [46] Bảng 3.3 Các peak xuất dung dịch xử lý plasma Kí hiệu peak Thời gian lưu (phút) (2) (3) (4) (5) (6) 5,87 4,52 4,22 3,46 2,96 Diện tích peak (mAU) Mẫu xử lý Mẫu xử lý plasma plasma khơng khí ozon 4,258 6,104 4,552 2,773 65,255 70,152 2,694 4,599 4,819 Hình 3.10 Phổ HPLC dung dịch RhB chưa xử lý xử lý plasma (sử dụng khơng khí ozon) bước sóng 550 nm 51 Hình 3.11 Phổ HPLC dung dịch RhB chưa xử lý xử lý plasma (sử dụng khơng khí ozon) bước sóng 280 nm 3.6 Phân tích hình thành gốc OH• Các gốc OH• đóng vai trị quan trọng plasma hóa học gốc gốc OH• có tiềm oxy hóa cao 2,8 V (Attri cộng 2016) Hơn nữa, gốc OH• dạng trung hịa ion hydroxit (OH-) Trong q trình plasma UV, có đường khác để tạo gốc OH• Trong nghiên cứu sử dụng dung dịch chuẩn KHP (C8H5KO4) để chuẩn bị cho việc phát gốc OH• q trình xử lý plasma theo thời gian (Hình 3.12) Ngồi ra, nồng độ gốc OH• dung dịch nước RhB xử lý plasma với phân tử axit Phthalic (PA) đo cách sử dụng phát xạ huỳnh quang bước sóng 447 nm Nói chung, gốc OH• tương tác với phân tử PA để tạo thành HPA (hydroxyphthalate), có phát xạ huỳnh 52 quang cao (447 nm) Nồng độ gốc OH• đo cường độ phát xạ huỳnh quang hàm thời gian xử lý trình bày Hình 3.13 Rõ ràng từ hình vẽ cường độ phát huỳnh quang tăng lên tăng thời gian xử lý Kết cho thấy rõ ràng cường độ huỳnh quang tăng tăng nồng độ gốc OH• cường độ huỳnh quang tỷ lệ thuận với việc tạo gốc OH• Việc tạo gốc OH• tương tác loài plasma gốc OH, nguyên tử O, H electron photon UV với phân tử nước dung dịch Các gốc OH• dạng phản ứng khác chất oxy hóa mạnh, đóng vai trị quan trọng việc phân hủy RhB Do đó, gia tăng thời gian phản ứng góp phần làm tăng lồi phản ứng gốc OH•, dẫn đến tăng cường phân hủy RhB Hình 3.12 Sơ đồ tạo thành axit phthalic (a) hình thành phân tử huỳnh quang hydroxyphthalate (b) 53 Hình 3.13 Phổ PL HPA hàm thời gian xử lý plasma 3.7 Các chế phân huỷ chất màu plasma Như thấy, plasma trạng thái thứ tư vật chất, ion hóa chất khí mà sản phẩm bao gồm dịng photon UV, điện tử, nguyên tử phân tử trạng thái kích thích lồi oxy nitro phản ứng (ROS RNS), bao gồm O3, NO, OH, nhóm nguyên tử đơn O [47] Khi RhB tiếp xúc với dịng plasma khơng khí, hydro peroxide (H2O2), ozone (O3), lồi điện tích gốc gốc hydroperoxyl (HO2), peroxynitrite (ONOO-), superoxide (O2-), oxit nitric (NO) gốc hydroxyl (OH•) tạo dung dịch Do đó, phản ứng xảy RhB với hầu hết loại Có chế làm phân hủy chất màu: - Cơ chế điện tử lượng cao, có nghĩa phân tử RhB bị phân hủy điện tử mang lượng cao phát từ chùm plasma jet Các điện tử sinh ion hóa chất khí gia tốc điện trường mạnh Chúng can thiệp vào phân phối điện tử liên kết N vòng thơm làm cho liên kết bị phá vỡ 54 - Cơ chế thứ tính chất oxy hóa mạnh gốc OH* plasma, kết phân ly phân tử nước tác động điện tử [48]: Các gốc hydroxyl tạo plasma bởi: H2O + e-  OH* + H + e- (3.5) Tuy nhiên, có thời gian sống nhỏ nên hoạt động oxy hóa mang tính chất cục [49] Do đó, phân hủy RhB hoạt động hiệp đồng nhiều chất oxy hóa khác, H2O2 - Cơ chế thứ có mặt hydro peroxyt hình thành chùm plasma jet thơng qua chế phản ứng sau [50]: OH*  H2O2 (3.6) Mặc dù H2O2 có thời gian sống dài OH * hiệu ứng phân hủy RhB lại nhỏ OH* oxy hóa (1,78 V) thấp so với gốc OH* (2,8 V) Thời gian sống dài giúp H2O2 khuếch tán tồn dung dịch, giúp phân hủy RhB khắp nơi bình chứa 55 KẾT LUẬN Qua thời gian nghiên cứu đề tài luận văn, rút số kết luận sau: Đã chế tạo thành công hệ phát plasma jet hoạt động áp suất khí nhờ sử dụng nguồn điện áp cao Bộ nguồn hoạt động chế độ DC với điện thay đổi từ 2,5 – 4,8 kV, tần số 50 Hz dòng điện ~ 27 mA Đã khảo sát đặc trưng phát xạ quang nguồn plasma jet hoạt động với khí mang khơng khí ozon Kết thu lồi hoạt hố plasma gốc OH•, ngun tử O, H, phân tử N2, phân tử kích thích N2* Đã nghiên cứu khả phân huỷ chất màu RhB hệ plasma jet với điều kiện: nồng độ ban đầu RhB khác nhau, điện nguồn ni hai loại khí gồm khơng khí ozon Kết cho thấy dung dịch RhB bị phân huỷ liên tục theo thời gian xử lý Đối với dung dịch RhB có nồng độ cao hơn, thời gian xử lý lâu để phân hủy hoàn toàn Khi nồng độ ban đầu tăng lên, cần có thời gian xử lý dài trước phân hủy RhB bắt đầu tiếp tục theo quy trình động học bậc Đối với dung dịch có nồng độ ban đầu cao hơn, trình yếu tố động học khác đóng vai trò phân huỷ giai đoạn phân huỷ ban đầu Sự hình thành loại oxy hoạt hố (tức gốc OH• ngun tử O) cho đóng vai trị phân hủy dung dịch RhB, xạ UV cường độ cao điện tử lượng cao dường có đóng góp nhỏ Các phân tích HPLC khẳng định phân mảnh chất màu RhB có hình thành chất trung gian khác gốc hoạt tính plasma 56 Kết thu nghiên cứu cho thấy quy trình plasma dung dịch có tiềm trở thành phương pháp hữu ích để phân hủy xử lý chất màu tổng hợp nước thải Chúng tơi tin quy trình phát triển quy mô lớn xử lý nước thải dệt nhuộm 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO Hachem, C., Bocquillon, F., Zahraa, O., & Bouchy, M (2001) Decolourization of textile industry wastewater by the photocatalytic degradation process Dyes and Pigments, 49(2), pp 117–125 Machala Z., Janda M., Hensel K., Jedlovský I., Leštinská L., Foltin V., Martišovitš V and Morvova M (2007) Emission spectroscopy of atmospheric pressure plasmas for bio-medical and environmental applications Journal of Molecular Spectroscopy 243(2), 194-201 Jiang B., Zheng J., Qiu S., Wu M., Zhang Q., Yan Z and Xue Q (2014) Review on electrical discharge plasma technology for wastewater remediation Chemical Engineering Journal 236, 348-68 Feng J., Zheng Z., Sun Y., Luan J., Wang Z., Wang L and Feng J (2008) Degradation of diuron in aqueous solution by dielectric barrier discharge J Hazard Mater, 154(1–3), 1081-9 Fathollah Gholami-Borujeni, Kazem Naddafi & Fatemeh Nejatzade-Barandozi (2013) Application of catalytic ozonation in treatment of dye from aquatic solutions, Desalination and Water Treatment, 51:34-36, 6545-6551, DOI: 10.1080/19443994 2013.769491 Dojcˇinovic´, B P., Roglic´, G M., Obradovic´, B M., Kuraica, M M., Kostic´, M M., Nes ˇic´, J., et al (2011) Decolorization of reactive textile dyes using water falling film dielectric barrier discharge Journal of Hazardous Materials, 192(2), 763–771 Attri, P., Yusupov, M., Park, J H., Lingamdinne, L P., Koduru, J R., Shiratani, M., et al (2016) Mechanism and comparison of needle-type non-thermal direct and indirect atmospheric pressure plasma jets on the degradation of dyes Scientific Reports, 6, 34419 Tendero C, Tixier C, and Tristant P (2006) Spectrochimica Acta Part B 61, Moisan M, Calzada MD, Gamero A, and Sola A, (1996) Experimental investigation and characterization of the departure from local thermodynamic equilibrium along a surface-wavesustained discharge at atmospheric pressure, J Appl Phys 80 (1) 46– 55 58 10 Roth JR, (1995) Industrial Plasma Engineering Vol.1: principles, IOP publishing Ltd 11 Yokoyama T, Kogoma M, Moriwaki T, and Okazaki S, (1990) The mechanism of the stabilisation of glow plasma at atmospheric J Phys D: Appl Phys 23 1125 12 Salge J, (1996) Plasma-assisted depositon at atmospheric pressure, Surf Coat Technol 80, –7 13 Kogelschatz U, (2002) For a recent review of the diverse phenomenon in barrier discharges, see: IEEE Trans Plasma Sci 30 (4), 1400–1408 14 Wagner Hans-Erich and Brandenburg Ronny, (2011) Atmospheric Pressure Plasmas Plasma Applications in Material Science PAMS 15 Chirokov A, Gutsol A, and Fridman A, (2005) Atmospheric pressure plasma of dielectric barrier discharges Pure and Applied Chemistry, 77(2), pp.487– 495 16 Kanazawa S, Kogoma M, Moriwaki T, and Okazaki S, (1987) International Symposium on Plasma Chemistry, Tokyo (Japan), 1844 17 Tepper J, Lindmayer M, and Salge J, (1998) Proceedings of the Sixth International Symposium on High Pressure Low Temperature Plasma Chemistry, HAKONE VI, Cork, (Ireland), 123 18 Fauchais P Plasmas thermiques: production et applications Techniques de l’Inge´nieur, Traite´ Ge´nie e´lectrique D2 820, pp – 25 19 Fateev A and Leipold F, (2005) Plasma Process Polym 2, 193 20 Behnke JF, Lange H, Michel P, Opalinska T, Steffen H, Wagner HE, (1996) The cleaning process of metal surfaces in barrier discharge plasmas, International Symposium of High Pressure Low Temperature Plasma Chemistry Milovy, Czech Republic, 1998, pp 138– 142 21 Thiebaut JM, Belmonte T, Chaleix D, Choquet P, Baravian G, Puech V, and Michel H (2003) Comparison of surface cleaning by two atmospheric pressure discharges, Surf Coat Technol 169– 170, 181– 185 59 22 E García-Romero M Suarez Sepiolite–palygorskite (2013) Textural study and genetic considerations Applied Clay Science 86, pp129–144 23 Igawa K., Y Kawasaki, K Tomooka, (2011) Development of Addition-type Ozone Oxidation and its Application Chem Lett., 40, 233 24 Lin, Tsair-Fuh and Shih-Wen Hoang (2000) Inhalation exposure to THMs from drinking water in south Taiwan The Science of the Total Environment, 246, 41-49 25 Prendiville P W., (1986) Ozone Science and Engineering.8, 77-93 26 Locke B R., M Sato, P Sunka, M R Hoffmann, J.-S Chang, (2006) Electrohydraulic Discharge and Nonthermal Plasma for Water Treatment Industrial and Engineering Chemistry Research, 45, 882-905 27 Bhattacharyya D., T F Van Dierdonck, S.D West, A.R Freshour, (1995) Two-phase ozonation of chlorinated organics Journal of Hazardous Material 41, 73 – 93 28 Carla C A Loures, Marco A K Alcântara, Hélcio J Izário Filho, Antonio C S C Teixeira, Flávio T Silva, Teresa C B Paiva, and Gisella R L Samanamud, (2013) Advanced Oxidative Degradation Processes: Fundamentals and Applications International Review of Chemical Engineering (I.RE.CH.E.), Vol 5, N ISSN 2035-1755 29 Cheng H., Chen S., Wu Y and Ho D., (2007) Non-thermal plasma technology for degradation of organic compounds in wastewater control: a critical review, journal of Environment Engineering and management, 17(6), 427-433 30 Wilhelemus F Laurens Maria H., (2000) Pulsed corona-induced degradation of organic materials in water Ph.D thesis, ISBN 90-386-1549-3 31 Farre M.´, Maria Isabel Franch, Sixto Malato, Jose´ Antonio Ayllo´n, Jose´ Peral, Xavier Dome´nech, (2005) Degradation of some biorecalcitrant pesticides by homogeneous and heterogeneous photocatalytic ozonation Chemosphere 58 1127–1133 32 Emile Salomon Massima Mouele, (2014) Water treatment using electrohydraulic discharge system BSc Honours (Chemistry) University of the Western Cape 60 33 Harrelkas F., A Paulo, M.M Alves, L El Khadir, O Zahraa, M.N Pons, F.P van der Zee, (2008) Photocatalytic and combined anaerobic–photocatalytic treatment of textile dyes Chemosphere 72 1816–1822 34 Villaverde V., S., (2005) Combined anaerobic–aerobic treatment of azo dyes – a short review of bioreactor studies Water Research, 39 pp 1425–1440 35 Lukes P, Clupek M, Babicky V, Janda V, Sunka P, (2005) Generation of ozone by pulsed corona discharge over water surface in hybrid gas–liquid electrical discharge reactor Journal of Physics D Applied Physics 38:409–416 36 Kajitvichyanukul P., Ming-Chun Lu, Chih-Hsiang Liao, Wanpen Wirojanagud, Thammarat Koottatep, (2006) Degradation and detoxification of formaline wastewater by advanced oxidation processes Journal of Hazardous Materials B135 337–343 37 A Barkhordari, A Ganjovi, I Mirzaei, A Falahat, M N Rostami Ravari, (2017) A pulsed plasma jet with the various Ar/ N2 mixtures Journal of Theoretical and Applied Physics 11:301–312 38 H S Park, S J Kim, H M Joh, T H Chung, S H Bae, and S H Leem (2010) Optical and electrical characterization of an atmospheric pressure microplasma jet with a capillary electrode Phys of Plasma 17, 033502 39 Gasidit Panomsuwan, Tetsunori Morishita, Jun Kang, Ratana Rujiravanit, Tomonaga Ueno, Nagahiro Saito (2016) Degradation of synthetic dye in water by solution plasma process Journal of the Korean Society of Marine Engineering, Vol 40, No 10, 2016 12 40 Jiang N, Hu J, Li J, Shang K, Lu N and Wu Y (2016) Plasma-catalytic degradation of benzene over Ag–Ce bimetallic oxide catalysts using hybrid surface/packed-bed discharge plasmas Appl Catal B Environ 184 355–63 41 Singh R K, Babu V, Philip L and Ramanujam S, (2016) Applicability of pulsed power technique for the degradation of methylene blue J Water Process Eng 11 118–29 42 Sun B, Aye N N, Gao Z, Lv D, Zhu X and Sato M, (2012) Characteristics of gas-liquid pulsed discharge plasma reactor and dye decoloration efficiency J Environ Sci 24 840–5 61 43 D Piroi, M Magureanu, N B Mandache, and V I Parvulescu, (2009) “Decomposition of organic dyes in water using non-thermal plasma,” Proceeding of 19th International Symposium on Plasma Chemistry Available at: http://www.ispc-conference.org/ispcproc/papers/164.pdf 44 A Fahmy, A Schönhals, (2016) Reaction of CO2 Gas with (radicals in) Plasma-Polymerized Acrylic Acid (and Formation of COOH-Rich Polymer Layers), Plasma Process Polym 13, 499–508 https://doi.org/10.1002/ppap.201500128 45 Avinash S Bansode, Supriya E More, Ejaz Ahmad Siddiqui, Shruti Satpute, Absar Ahmad, Sudha V Bhoraskar, Vikas L Mathe, (2017) Effective degradation of organic water pollutants by atmospheric nonthermal plasma torch and analysis of degradation process Chemosphere 167, 396e405 46 Bansode AS, More SE, Siddiqui EA, Satpute S, Ahmad A, Bhoraskar SV, Mathe VL (2017) Efective degradation of organic water pollutants by atmospheric non-thermal plasma torch and analysis of degradation process Chemosphere 167:396–405 47 Fridman, A.; Chirokov, A.; Gutsol, A (2005) Non-Thermal Atmospheric Pressure Discharges J Phys D: Appl Phys 38, R1−R24 48 M Magureanu, D Piroi, F Gherendi, N B Mandache, V Parvulescu, Plasma Chem (2008) Plasma Process 28, 677–688 49 P Ceccato, (2009) Filamentary plasma discharges inside water: initiation and propagation of a plasma in a dense medium, phD thesis at LPP laboratory at Ecole Polytechnique Palaiseau, France, 21 50 I Miyamoto, T Maehara, H Miyaoka, S Onishi, S Mukasa, H Toyota, M Kuramoto, S Nomura, A Kawashima, J Plasma Fusion Res (2008) Series 8, 627–631