3. Cấu trúc của luận văn
3.5.1. Thí nghiệm sử dụng khí Ni-tơ (N2) thay thế khí argon (Ar)
Cùng với khí argon, ni-tơ là một loại khí thường xuyên được sử dụng làm khí dẫn phát plasma, tùy từng mục đích của hệ thí nghiệm plasma, các nhóm nghiên cứu sẽ khảo sát đểtìm được loại khí phù hợp với nghiên cứu của mình. Vì vậy, tôi thử thí nghiệm sử dụng hai loại khí là khí argon (Ar) bằng khí ni-tơ (N2) làm khí dẫn phát plasma. Các thông số thí nghiệm khác trong hai thí nghiệm là hoàn toàn giống nhau bao gồm mẫu thí nghiệm 10 ml, công suất nguồn l W, tốc độ dòng khí 4 l/min. Kết quả thu được về hiệu quả khử Rhodamine B được trình bày trong hình 3.9.
Hình 3.9. So sánh (A) độ pH khi sử dụng hai loại khí dẫn Ar và N2 và (B) tỉ lệ Rhodamine B còn lại trong dung dịch trong hai thí nghiệm sử dụng hai loại
khí dẫn Ar và N2
Qua hình 3.9 (B), chúng ta có thể nhận ra rằng tốc độ xử lý Rhodamine B khi sử dụng khí ni-tơ làm khí dẫn plasma chậm hơn nhiều so với khi sử dụng khí argon. Việc này có thể được giải thích bởi các phương trình sau đây: [35, 43] ∗ 𝑒 + 𝑁 → 2 ∙ 𝑁 + 𝑒 (10) ∙ 𝑁 +∙ 𝑂 → 𝑁𝑂 (11) ∙ 𝑂 + 𝑁𝑂 → 𝑁𝑂 (12) 𝑁𝑂 +∙ 𝑂𝐻 → 𝐻𝑁𝑂 (13) 𝑁 𝑂 + 4 ∙ 𝑂𝐻 → 2𝐻𝑁 + 𝐻 𝑂 (14) 𝐻𝑁 + 2 ∙ 𝑂𝐻 → 𝐻𝑁 + 𝐻 𝑂 (15) 𝑁𝑂 +∙ 𝑂𝐻 → 𝐻𝑁𝑂 (16) Chúng ta thấy ởphương trình (10), việc sử dụng khí N2 sẽ giải phóng ra nhiều ni-tơnăng lượng cao •N hơn so với khi sử dụng khí Ar. Việc sinh ra các nguyên tử•N năng lượng cao tăng khảnăng xảy ra phản ứng của phương trình (11), tạo ra khí NO tham gia vào các phản ứng trong phương trình (12), (13), (14), (15) và (16) làm giảm lượng •OH đồng thời giảm lượng •O gián tiếp tác
động tiêu cực tới việc tạo ra thêm •OH theo các phương trình (4) và (7) từđó ảnh hưởng tới quá trình phân hủy Rhodamine B bằng •OH.
Việc pH của dung dịch mẫu khi xử lý với “xúc tác” khí ni-tơ giảm nhanh hơn (Hình 3.9 (A)) cũng phần nào cũng chứng minh kết quả tương tự. Các phương trình (13, (14), (15) và (16) cho thấy khi tạo ra càng nhiều •N sẽ càng tạo ra nhiều axit như axit nitric (HNO3) (ởphương trình (15), (16)) và axit nitrit (HNO2) (ởphương trình (13), (14)).
Vậy việc sử dụng khí dẫn argon cho kết quả xử lý tốt hơn khi sử dụng khí ni-tơ.