CZ309372B6 - Způsob výroby peroxidu vodíku v plazmatu in situ a zařízení k provádění tohoto způsobu - Google Patents
Způsob výroby peroxidu vodíku v plazmatu in situ a zařízení k provádění tohoto způsobu Download PDFInfo
- Publication number
- CZ309372B6 CZ309372B6 CZ2021398A CZ2021398A CZ309372B6 CZ 309372 B6 CZ309372 B6 CZ 309372B6 CZ 2021398 A CZ2021398 A CZ 2021398A CZ 2021398 A CZ2021398 A CZ 2021398A CZ 309372 B6 CZ309372 B6 CZ 309372B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- reactor
- hydrogen peroxide
- plasma
- electrodes
- container
- Prior art date
Links
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 75
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 15
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 title claims description 14
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 27
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims abstract description 19
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 5
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 4
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 claims description 2
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 claims description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 3
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 3
- 108010001336 Horseradish Peroxidase Proteins 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 3
- 229940088598 enzyme Drugs 0.000 description 3
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QIGBRXMKCJKVMJ-UHFFFAOYSA-N Hydroquinone Chemical compound OC1=CC=C(O)C=C1 QIGBRXMKCJKVMJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 238000006911 enzymatic reaction Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- YRNWIFYIFSBPAU-UHFFFAOYSA-N 4-[4-(dimethylamino)phenyl]-n,n-dimethylaniline Chemical compound C1=CC(N(C)C)=CC=C1C1=CC=C(N(C)C)C=C1 YRNWIFYIFSBPAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 9,10-anthraquinone Chemical compound C1=CC=C2C(=O)C3=CC=CC=C3C(=O)C2=C1 RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- 108010015776 Glucose oxidase Proteins 0.000 description 1
- 102000004157 Hydrolases Human genes 0.000 description 1
- 108090000604 Hydrolases Proteins 0.000 description 1
- 108700020962 Peroxidase Proteins 0.000 description 1
- 102000003992 Peroxidases Human genes 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- PYKYMHQGRFAEBM-UHFFFAOYSA-N anthraquinone Natural products CCC(=O)c1c(O)c2C(=O)C3C(C=CC=C3O)C(=O)c2cc1CC(=O)OC PYKYMHQGRFAEBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004056 anthraquinones Chemical class 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- -1 haloperoxidases Proteins 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 description 1
- 239000006193 liquid solution Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 108010023506 peroxygenase Proteins 0.000 description 1
- 238000006552 photochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B15/00—Peroxides; Peroxyhydrates; Peroxyacids or salts thereof; Superoxides; Ozonides
- C01B15/01—Hydrogen peroxide
- C01B15/027—Preparation from water
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
- H05H1/24—Generating plasma
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
- H05H1/24—Generating plasma
- H05H1/2406—Generating plasma using dielectric barrier discharges, i.e. with a dielectric interposed between the electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
- H05H1/24—Generating plasma
- H05H1/247—Generating plasma using discharges in liquid media
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
Způsob výroby peroxidu vodíku za využití bariérového výboje mezi elektrodami plazmového reaktoru, do jehož uzavíratelné nádoby se přivede kapalina obsahující vodu. Nádoba se uzavře, vytvoří se v ní podtlak umožňující vznik par, na elektrody se přivede vysoké napětí, kterým se vyvolá plazmový výboj, který způsobí rozklad par za vzniku peroxidu vodíku. Následně se tlak opět zvýší a peroxid vodíku přejde zpět do zbylé kapaliny, pro jeho další působení. Zařízení je tvořené plazmovým reaktorem, kde materiál bariéry, která tvoři alespoň část těla reaktoru, je sklo, porcelán, keramika apod. Tělo reaktoru je dutá nádoba (1) o objemu větším než náplň (6) pracovní kapaliny a uzavíratelná z jedné strany zátkou (5) a z druhé pohyblivým pístem (2) ovladatelným posuvovou jednotkou (7). Zevně jsou na stěně nádoby (1) mimo objem pro kapalnou náplň (6) reaktoru uspořádané v odstupu od sebe elektrody (31, 32) uložené v izolantu (4).
Description
Způsob výroby peroxidu vodíku v plazmatu in situ a zařízení k provádění tohoto způsobu
Oblast techniky
Předložený vynález se týká způsobu a zařízení na výrobu peroxidu vodíku in sítu s pomocí bariérového výboje ve vodní páře za sníženého tlaku a dále také plazmového reaktoru.
Dosavadní stav techniky
Je známo, že v plynech a v kapalinách zůstávajících v kontaktu s plazmatem může docházet k velkému počtu chemických reakcí, přičemž konečný poměr produktů je závislý na řadě faktorů. Jednou z nejznámějších reakcí ve vodním prostředí je vznik peroxidu vodíku, viz např. český patent č. 308532, který nastává odtržením atomu vodíku od molekuly vody s následnou rychlou rekombinací dvou hydroxylových radikálů. Obecně lze říci, že čím jednodušší je složení reakční směsi, tedy jak kapalné, tak plynné fáze, tím méně konečných produktů vzniká. To znamená, že výboj ve vodní páře vede primárně k tvorbě peroxidu vodíku, kyslíku, vodíku a ozonu.
Výboj za sníženého tlaku má výhodu v tom, že je poměrně snadné jej zapálit a udržet. Analogický bariérový výboj (dielecric barrier discharge, DBD) je výhodný v tom, že materiál bariéry, např. sklo, keramika apod., omezuje proud ve výboji a nedochází tak k zahřívání, degradaci kovových elektrod a kontaminaci kapalných vzorků. Kombinace těchto dvou vlastností umožňuje výrobu peroxidu vodíku, který může sloužit jako substrát v enzymatických reakcích. Existují minimálně čtyři druhy enzymů, které využívají H2O2 jako substrát: peroxidázy, haloperoxidázy, hydrolázy a peroxigenázy. Kromě toho existují organické a anorganické katalyzátory, které také využívají H2O2. Jelikož je peroxid vodíku považován za „zelený“ oxidant, lze očekávat, že se zájem o tuto látku a její aplikační spektrum bude rozšiřovat.
V současné době se peroxid vodíku vyrábí pomocí cyklického procesu vyvinutého firmou BASF v roce 1939. Tento postup spočívá v tom, že se derivát antrachinonu redukuje pomocí vodíku v přítomnosti katalyzátoru, načež se vzniklý hydrochinon oxiduje kyslíkem ze vzduchu. Peroxid vodíku je následně získáván z reakční směsi, kdežto antrachinon pokračuje do dalších cyklů redukcí a oxidací. Kromě této průmyslové metody existuje řada reakcí, jejichž produktem je peroxid vodíku a které mohou být využity k tvorbě peroxidu in situ. Lze takto nahradit technicky složité dávkování peroxidu vodíku do reakční směsi a vyhnout se jejímu naředění. Například enzym, oxidáza glukózy, katalyzuje vznik peroxidu vodíku z glukózy a z kyslíku, přičemž rychlost této reakce lze kontrolovat. Jinou možností je elektrochemická výroba peroxidu vodíku nebo výroba pomocí fotochemických reakcí.
Byla také popsána výroba peroxidu vodíku in situ pro enzymatické reakce pomocí plazmatu, konkrétně pomocí komerčně dostupného přístroje PiasmaDerm (bariérový výboj, CINOGY, Duderstadt, Německo). Tento proces probíhá za atmosférického tlaku a teploty, přičemž bariérová elektroda je umístěná těsně nad povrchem kapaliny. Část energie je tak spotřebovávána na vznik oxidů dusíku nebo ozonu, které jsou zde nežádoucí. Kromě toho může docházet k poměrně rychlé degradaci enzymu způsobené plazmatem.
Současná biotechnologie a diagnostika nabízí širokou škálu kitů a testů, které jsou určeny pro jednorázové použití a pracují s objemy tekutin v řádu mikrolitrů. Často se tyto protokoly dají automatizovat a používají se s pipetovacími roboty, což umožňuje výkon tisíců analýz za den. Neustále se také vyvíjí technologie mikrofluidických čipů, kde se pracuje s extrémně malými objemy vzorků. Zde není použití plazmatu nové, nicméně kvůli malým rozměrům čipů není možné používat příliš vysoké napětí. Z toho důvodu se jeví snížení průrazného napětí snížením tlaku jako zajímavá možnost. Ovšem podle dosavadních znalostí neexistuje řešení, které by spojovalo tyto pokročilé technologie s výrobou peroxidu vodíku in situ pomocí plazmatu za sníženého tlaku.
-1 CZ 309372 B6
Úkolem vynálezu je tedy odstranit výše zmíněný nedostatek dosavadního stavu techniky a navrhnout způsob a kompaktní zařízení na výrobu peroxidu vodíku in sítu, které by bylo kompatibilní s technologiemi dostupnými v oblasti medicíny, biotechnologie či diagnostiky.
Podstata vynálezu
Výše uvedené nedostatky stavu techniky odstraňuje a vytčený úkol řeší způsob výroby peroxidu vodíku v plazmatu in situ za využití bariérového výboje mezi elektrodami plazmového reaktoru v tlaku nasycené vodní páry podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se do uzavíratelné nádoby plazmového reaktoru přivede pracovní kapalina obsahující vodu, nádoba se uzavře, následně se v nádobě vytvoří podtlak, takže nad pracovní kapalinou vzniknou její páry, na elektrody plazmového reaktoru umístěné na vnějších plochách stěn nádoby reaktoru definujících objem nádoby obsahující páry se přivede vysoké napětí, jímž se vyvolá přes bariérovou stěnu nádoby plazmový výboj, jehož působením dojde k rozkladu par za vzniku peroxidu vodíku, načež se následně tlak v nádobě zase zvýší a vzniklý peroxid vodíku přejde zpět do zbylé kapaliny pro jeho žádané působení.
Pro realizaci shora popsaného způsobu se navrhuje zařízení na výrobu peroxidu vodíku v plazmatu in situ při tlaku nasycené vodní páry, které je tvořené plazmovým reaktorem pro bariérový výboj, jehož elektrody jsou připojitelné ke zdroji vysokého napětí a kde materiál bariéry, která tvoří alespoň část těla reaktoru, je vybraný ze skupiny zahrnující sklo, porcelán, keramiku a podobně, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že tělo reaktoru je dutá nádoba uzavíratelná na jedné straně zátkou a na protější straně těsně uloženým pohyblivým pístem připojeným k posuvové jednotce, přičemž zevně jsou na stěně nádoby z materiálu bariéry uložené mimo objem pro pracovní kapalinu v izolantu elektrody uspořádané v odstupu od sebe.
Podle vynálezu je výhodné, je-li nádoba reaktoru o objemu větším než objem náplně pracovní kapaliny uspořádaná vertikálně a elektrody jsou prstencové elektrody oddálené od sebe ve směru posuvu pístu.
Z praktických důvodů je výhodné, je-li nádoba reaktoru tvořená skleněným dutým válcem kruhového příčného řezu. Použitelný je však i porcelán, keramika a podobně.
Posuvová jednotka pístu může být ovladatelná manuálně a/nebo pneumaticky, hydraulicky, resp. elektricky pro přesné nastavení podtlaku nad kapalnou náplní nádoby.
Myslitelné je i provedení, u kterého by jednu z elektrod mohla tvořit vodivá část pístu.
Výše popsaný plazmový reaktor pro výrobu peroxidu vodíku za sníženého tlaku podle vynálezu dovoluje výrobu peroxidu vodíku in situ, takže je vhodný pro užití zejména v medicíně pro diagnostiku, nebo např. pro biotechnologie. Plazmat v tomto reaktoru může být vzdálený od hladiny vzorku, což bude omezovat degradaci enzymů. Navíc, jelikož plazmat hoří ve vodní páře, energie se nebude spotřebovávat na výrobu NOX, jak se to děje v případě atmosférického výboje.
Objasnění výkresů
Vynález bude dále podrobněji vysvětlen za pomoci popisu příkladu provedení znázorněného na připojených výkresech, na kterých představuje:
obr. 1 - uspořádání reaktoru zařízení v pracovní poloze bezprostředně po naplnění pracovní kapalinou;
-2 CZ 309372 B6 obr. 2 - stav reaktoru, kdy byl zdvihem pístu snížen tlak nad náplní pracovní kapaliny a obr. 3 - graf nárůstu peroxidu vodíku v čase u možného příkladu využití vynálezu popisovaného níže.
Příklad uskutečnění vynálezu
Na obr. 1 je schematicky znázorněna pracovní poloha a stav reaktoru bezprostředně po naplnění části jeho nádoby 1 určenou velikostí náplně 6 pracovní kapaliny a uzavření pracovního objemu z jedné strany pístem 2 a z druhé strany zátkou 5. První prstencová elektroda 31 i v odstupu uspořádaná druhá prstencová elektroda 32 jsou umístěné zevně na stěně nádoby 1 mimo, resp. nad náplní 6 v izolantu 4. Píst 2 je v tomto případě spojený pístnicí s manuální posuvovou jednotkou 7,
Na obr. 2 je reaktor podle vynálezu znázorněný ve stavu, kdy lze na elektrody 31. 32 přivést napětí, píst 2 je oddálen od kapalné náplně 6, takže v prostoru nad kapalinou náplně 6 je snížený tlak a nasycená pára pracovní kapaliny. Výboj, k němuž při přivedení vysokého napětí v páře dojde, má za následek vznik H2O2 v plynné fázi, H2 (vodíku), O2 (kyslíku) a případně dalších reakčních produktů.
Jak naznačují obrázky, mohla by základ výhodné možné realizace zařízení na výrobu peroxidu vodíku in situ pomocí bariérového výboje ve vodní páře podle vynálezu s výhodou tvořit klasická injekční stříkačka, na jejímž plášti, resp. nádobě 1 by byly zevně osazené v izolantu 4 dvě prstencové elektrody 31. 32 opatřené přívody pro připojení ke zdroji vysokého elektrického napětí. V průhledném dutém skleněném válci stříkačky je mezi jejím dnem a těsnicím pístem 2 jak prostor pro kapalnou náplň 6, tak i evakuovaný prostor pro páru, který vznikne pohybem pístu 2 od náplně 6 působením osové síly na tvarový nástavec pístnice. Ten by v tomto případě představoval posuvovou jednotku 7. Po připojení elektrod 31. 32 ke zdroji vysokého napětí by ve válci nastal plazmový výboj vyvolávající vznik peroxidu vodíku. I u takovéhoto možného jednoduchého prototypového provedení musí být prostor pro kapalnou náplň 6 uzavřený před snížením tlaku nad hladinou zátkou 5.
Zpětným zvýšením tlaku pak přejde plynný peroxid vodíku do roztoku a může dojít k žádané reakci.
Popisovaná provedení lze využít například pro oxidaci tetramethylbenzidinu (TMB) pomocí in situ vytvořeného peroxidu vodíku za přítomnosti křenové peroxidázy (HRP).
HRP
TMB
Jako prototyp zde může posloužit právě výše zmíněná skleněná stříkačka s pístem 2, na které by byly umístěny měděné elektrody 31, 32 izolované silikonem. Stříkačka musí být na konci těsně uzavřená zátkou 5. Během cca jedné minuty ošetřování v kapalném roztoku vzniká modrá barva oxidovaného TMB.
-3 CZ 309372 B6
Další příklad možného využití je stanovení peroxidu vodíku pomocí titaničitého komplexu (Ti (IV)) v kyselém prostředí - nárůst v čase. V tomto případě bylo vysoké napětí přiloženo ke kovové části pístu skleněné stříkačky a ke spodní měděné elektrodě. Ošetřováno bylo cca 100 μΐ 5 deionizované vody. Provoz reaktoru probíhal v cyklech, přičemž jeden cyklus trval cca 8 sekund.
Graf na obr. 3 znázorňuje nárůst koncentrací peroxidu vodíku.
Claims (6)
1. Způsob výroby peroxidu vodíku v plazmatu in situ za využití bariérového výboje mezi elektrodami plazmového reaktoru v tlaku nasycené vodní páry, vyznačující se tím, že se do uzavíratelné nádoby plazmového reaktoru přivede pracovní kapalina obsahující vodu, nádoba se uzavře, následně se v nádobě vytvoří podtlak, takže vzniknou nad pracovní kapalinou její páry, na elektrody plazmového reaktoru umístěné na vnějších plochách stěn nádoby reaktoru definujících objem nádoby obsahující páry se přivede vysoké napětí, kterým se vyvolá přes bariérovou stěnu nádoby plazmový výboj, jehož působením dojde k rozkladu par za vzniku peroxidu vodíku, načež se následně tlak v nádobě zase zvýší a vzniklý peroxid vodíku přejde zpět do zbylé kapaliny pro jeho žádané působení.
2. Způsob výroby peroxidu vodíku podle nároku 1, vyznačující se tím, že se tlak nad pracovní kapalinou sníží, resp. zvýší, zvětšením, resp. zmenšením, objemu nádoby reaktoru.
3. Zařízení na výrobu peroxidu vodíku v plazmatu in situ při tlaku nasycené vodní páry podle nároků 1 a 2, které je tvořené plazmovým reaktorem pro bariérový výboj, jehož elektrody jsou připojitelné ke zdroji vysokého napětí a kde materiál bariéry, která tvoří alespoň část těla reaktoru, je vybraný ze skupiny zahrnující sklo, porcelán a keramiku, vyznačující se tím, že tělo reaktoru je dutá nádoba (1) uzavíratelná na jedné straně zátkou (5) a na protější straně těsně uloženým pohyblivým pístem (2) spojeným s posuvovou jednotkou (7), přičemž elektrody (31, 32) uložené v izolantu (4) jsou umístěné zevně na stěně nádoby (1) z materiálu bariéry mimo prostor pro náplň (6) pracovní kapaliny a jsou uspořádané v odstupu od sebe.
4. Zařízení podle nároku 3, vyznačující se tím, že nádoba (1) reaktoru, jejíž objem je větší než objem náplně (6) pracovní kapaliny, je tvořená vertikálně uspořádaným dutým válcem kruhového příčného řezu ze skla, porcelánu nebo keramiky.
5. Zařízení podle nároků 3 nebo 4, vyznačující se tím, že elektrody (31, 32) jsou prstencové elektrody oddálené od sebe ve směru posuvu pístu (2).
6. Zařízení podle nároku 3 až 5, vyznačující se tím, že posuvová jednotka (7) pístu (2) je manuální a/nebo pneumaticky, hydraulicky nebo elektricky ovladatelná posuvová jednotka (7).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2021-398A CZ2021398A3 (cs) | 2021-08-30 | 2021-08-30 | Způsob výroby peroxidu vodíku v plazmatu in situ a zařízení k provádění tohoto způsobu |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2021-398A CZ2021398A3 (cs) | 2021-08-30 | 2021-08-30 | Způsob výroby peroxidu vodíku v plazmatu in situ a zařízení k provádění tohoto způsobu |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ309372B6 true CZ309372B6 (cs) | 2022-10-12 |
| CZ2021398A3 CZ2021398A3 (cs) | 2022-10-12 |
Family
ID=83508340
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2021-398A CZ2021398A3 (cs) | 2021-08-30 | 2021-08-30 | Způsob výroby peroxidu vodíku v plazmatu in situ a zařízení k provádění tohoto způsobu |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ2021398A3 (cs) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016096751A1 (en) * | 2014-12-15 | 2016-06-23 | Technische Universiteit Eindhoven | Plasma activated water |
| CZ2019772A3 (cs) * | 2019-12-13 | 2020-10-29 | Vysoké Učení Technické V Brně | Zařízení pro čištění kapalin a způsob čištění kapalin s využitím tohoto zařízení |
-
2021
- 2021-08-30 CZ CZ2021-398A patent/CZ2021398A3/cs unknown
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016096751A1 (en) * | 2014-12-15 | 2016-06-23 | Technische Universiteit Eindhoven | Plasma activated water |
| CZ2019772A3 (cs) * | 2019-12-13 | 2020-10-29 | Vysoké Učení Technické V Brně | Zařízení pro čištění kapalin a způsob čištění kapalin s využitím tohoto zařízení |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Brněnští vědci přišli s novou technologií čištění vody pomocí plazmatu. Odstraní bakterie i chemikálie, ČT 24 12.01.2021, https://web.archive.org/web/20210114214050/https://ct24.ceskatelevize.cz/veda/3253814-brnensti-vedci-prisli-s-novou-technologii-cisteni-vody-pomoci-plazmatu-odstrani * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2021398A3 (cs) | 2022-10-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Krishnan et al. | Integrated chemical systems: photocatalysis at semiconductors incorporated into polymer (Nafion)/mediator systems | |
| Park et al. | Continuous flow photooxygenation of monoterpenes | |
| US11679988B2 (en) | Ammonia synthesis using plasma-produced electrons | |
| FR2277030A1 (fr) | Procede de preparation du peroxyde d'hydrogene | |
| JPS584550B2 (ja) | セイブツノサイボウガイヒノトウカセイオコウジヨウサセルタメノホウホウトソウチ | |
| Dobrynin et al. | Cold plasma inactivation of Bacillus cereus and Bacillus anthracis (anthrax) spores | |
| Davies et al. | 686. Glow-discharge electrolysis. Part I. The anodic formation of hydrogen peroxide in inert electrolytes | |
| KR101579349B1 (ko) | 플라즈마-멤브레인을 이용한 폐수 처리장치 및 폐수 처리방법 | |
| CZ309372B6 (cs) | Způsob výroby peroxidu vodíku v plazmatu in situ a zařízení k provádění tohoto způsobu | |
| JP2009183867A (ja) | 機能水製造方法および装置 | |
| Maheux et al. | Formation of ammonium in saline solution treated by nanosecond pulsed cold atmospheric microplasma: a route to fast inactivation of E. coli bacteria | |
| NO955168L (no) | Elektrokjemisk fremgangsmåte og anordning for fremstilling av metallhydroksider og/eller metalloksidhydroksider | |
| Ruiz et al. | Mechanism of L-ascorbic acid oxidation on a mercury electrode. II. Basic medium | |
| Vassileva et al. | Results from the research of water catholyte with nascent (Atomic) hydrogen | |
| CN106587276A (zh) | 阴极微弧放电等离子体降解废水中有机物的方法及装置 | |
| Reichert et al. | A novel photoelectrochemical flow cell with online mass spectrometric detection: oxidation of formic acid on a nanocrystalline TiO 2 electrode | |
| Jones et al. | Improving oxidation efficiency through plasma coupled thin film processing | |
| Sprinchan et al. | Peculiarities of the electric activation of whey | |
| Løvtrup et al. | Observations on the chemical determination of deoxyribonucleic acid in animal tissues | |
| CN206746279U (zh) | 一种等离子体气体处理装置 | |
| JP4621848B2 (ja) | 酸化薄膜の作成方法 | |
| CN111822025B (zh) | 一种氮化碳/三氧化钨二维复合z型光催化材料、制备方法及应用 | |
| Hajjizadeh et al. | Electrooxidation and determination of mefenamic acid and indomethacin using a copper electrode | |
| Kuz’micheva et al. | Investigation of the opportunity for increasing the yield of hydrogen peroxide in plasma-solution systems | |
| WO2000014012A1 (en) | Method and device for producing microclusters from atoms of different elements |