Плазмахімія

Плазмахімія — раздзел фізічнай хіміі, вывучае хімічныя і фізіка-хімічныя працэсы ў нізкатэмпературнай плазме. Нізкатэмпературнай прынята лічыць плазму з тэмпературай 103—105 °C і ступенню іанізацыі 10⁻⁶−10⁻¹, якую атрымліваюць у электрадугавых, высокачастотных і звышвысокачастотных газавых разрадах, ва ўдарных трубах, устаноўках адыябатычнага сціскання і іншымі спосабамі. Какірунак узнік у 1960-х гадах, калі ў ЗША, Германіі і СССР пачалі вывучацца плазмахімічныя працэсы на прыкладзе піролізу метану і вадкіх вуглевадародаў у струмені плазмы.

У плазмахіміі важна падзяляць нізкатэмпературную плазму на квазіраўнаважную, якая існуе пры цісках каля атмасфернага і вышэй, і нераўнаважную, якая атрымліваецца пры цісках менш за 30 кПа і ў якой тэмпература свабодных электронаў значна перавышае тэмпературу малекул і іонаў. Падзел звязаны з тым, што кінетычныя заканамернасці квазіраўнаважных працэсаў вызначаюцца толькі высокай тэмпературай узаемадзеючых часціц, тады як спецыфіка нераўнаважных працэсаў абумоўлена вялікім унёскам хімічных рэакцый, якія ініцыююцца «гарачымі» электронамі.

Прыкладам плазмахімічнай рэакцыі можа быць сінтэз ацэтылену з прыроднага газу (электрадугавая печ, 1600 °C): 2CH₄ → С₂Н₂ + 3H₂

Плазмахімічныя працэсы характарызуюцца высокай прадукцыйнасцю, больш экалагічна чыстай тэхналогіяй і магчымасцю мэтанакіраванага сінтэзу матэрыялаў. Яны шырока прымяняюцца ў хімічнай, металургічнай і электроннай прамысловасці. На аснове плазмахімічных працэсаў можна атрымаць не толькі ацэтылен, але і этылен, тэхнічны вадарод (праз піроліз вуглевадароднай сыравіны), аксіды і хларыды металаў і металоідаў, тугаплаўкія матэрыялы і дробнадысперсныя парашкі. Нераўнаважная плазма выкарыстоўваецца для нанясення тонкіх плёнак і мадыфікацыі паверхні матэрыялаў. Даследуецца магчымасць выкарыстання нізкатэмпературнай плазмы для апрацоўкі серабра з фота- і кінаадходаў, канцэнтрату сярэбранай руды. У плазмахімічных працэсах магчыма выкарыстанне сыравіны з няўстойлівым складам (адходы розных вытворчасцей), якую цяжка перапрацоўваць іншымі метадамі.

Літаратура

• Полак Л. С. Теоретическая и прикладная плазмохимия. — М.: Наука, 1975. — 304 с.
• Пушкарев А. И. Прикладная плазмохимия. — Томск, ТПУ, 2011. — 237 с.
• Черновец Б. В. Основы плазмохимии. — СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2013. — 209 с.
• Мак-Таггарт Ф. Плазмохимические реакции в электрических разрядах. — М.: Атомиздат, 1972. — 256 c.