Диагностика бактерицидных компонентов воздушных плазменных струй методами абсорбционной ИК- и УФ-спектроскопии

Бактерицидные компоненты воздушных плазменных струй, генерируемых тлеющим разрядом постоянного тока и диэлектрическим барьерным разрядом исследованы методами ИК- и УФ-абсорбционной спектроскопии. Мольные доли бактерицидных компонентов с полосовой структурой спектра поглощения определены путем подбора в расчетном спектре величины мольной доли, обеспечивающей соответствие с экспериментальным спектром. При вычислении спектров использованы спектральная база данных Hitran и программа Specair 3.0. Определена погрешность мольных долей, обусловленная нарушением закона Бугера—Ламберта—Бера при использовании коэффициентов поглощения, свернутых с аппаратной функцией. Мольные доли бактерицидных компонентов, имеющих непрерывный спектр поглощения, вычислены с использованием закона Бугера—Ламберта—Бера стандартным способом. Показано, что методы ИК- и УФ-абсорбционной спектроскопии позволяют определить мольные доли для полного набора бактерицидных компонентов в воздушных плазменных струях тлеющего и барьерного разрядов.

1. M. Laroussi, M. G. Kong, G. Morfill, W. Stolz. Plasma Medicine: Applications of Low-Temperature Gas Plasmas in Medicine and Biology, Cambridge University Press, Cambridge (2012)

2. A. Bogaerts, N. Khosravian, J. Van der Paal, C. C. Verlackt, M. Yusupov, B. Kamaraj, E. C. Neyts. J. Phys. D: Appl. Phys., 49 (2016) 054002

3. S. Das, V. P. Gajula, S. Mohapatra, G. Singh, S. Kar. Health Sci. Rev., 4 (2022) 100037

4. J. Winter, R. Brandenburg, K. D. Weltmann. Plasma Sources Sci. Technol., 24 (2015) 064001

5. M. Laroussi. Plasma, 3 (2020) 54—58

6. A. Fridman, G. Friedman. Plasma Medicine, John Wiley & Sons, New York (2013)

7. J. Winter, R. Brandenburg, K.-D. Weltmann. Plasma Sour. Sci. Technol., 24 (2015) 064001

8. M. G. Kong, G. Kroesen, G. Morfill, T. Nosenko, T. Shimizu, J. van Dijk, J. L. Zimmermann. New J. Phys., 11 (2009) 115012

9. X. Lu, G. V. Naidis, M. Laroussi, S. Reuter, D. B. Graves, K. Ostrikov. Phys. Rep., 630 (2016) 1—84

10. G. Daeschlein, T. von Woedtke, E. Kindel, R. Brandenburg, K. D. Weltmann, M. Junger. Plasma Process. Polym., 7 (2010) 224—230

11. H. Cheng, J. Xu, X. Li, D. Liu, X. Lu. Phys. Plasmas, 27 (2020) 063514

12. R. Ono. J. Phys. D: Appl. Phys., 49 (2016) 083001

13. S. Reuter, J. S. Sousa, G. D. Stancu, J. H. van Helden. Plasma Sources Sci. Technol., 24 (2015) 054001

14. A. A. Кириллов, A. В. Павлова, Е. A. Сафронов, Л. В. Симончик, Н. В. Дудчик. Прикл. физика, № 5 (2013) 52—55 [A. A. Kirillov, A. V. Paulava, Y. A. Safronau, L. V. Simonchik. N. V. Dudchik. Appl. Phys., N 5 (2013) 52—55]

15. A. V. Kazak, A. A. Kirillov, L. V. Simonchik, O. E. Nezhvinskaya, N. V. Dudchik. Plasma Med., 7, N 2 (2017) 109—115

16. V. I. Arkhipenko, A. A. Kirillov, Y. A. Safronau, L. V.Simonchik. Eur. Phys. J. D, 60, N 3 (2010) 455—463

17. V. I. Arkhipenko, A. A. Kirillov, Y. A. Safronau, L. V. Simonchik, S. M. Zgirouski. Eur. Phys. J. D, 66, N 10 (2010) 252

18. A. В. Казак, А. А. Кириллов, Л. В. Симончик, Е. Н. Вабищевич, М. М. Кураица, Б. М. Обрадович, Г. Б. Сретенович, А. И. Жабровская, О. А. Емельянова, Н. В. Дудчик. Журн. прикл. спектр., 88, № 2 (2021) 231—236 [A. V. Kazak, A. A. Kirillov, L. V. Simonchik, A. M. Vabishchevich, M. M. Kuraica, B. M. Obradovich, G. B. Sretenovich, A. I. Jabrouskaya, O. A. Emeliyanova, N. V. Dudchik. J. Appl. Spectr., 88, N 2 (2021) 293—298]

19. G. B. Sretenovic, P. S. Iskrenovic, I. B. Krstic, V. V. Kovacevic, B. M. Obradovic, M. M. Kuraica. Plasma Sources Sci. Technol., 27 (2018) 07LT01

20. http://satellite.mpic.de/spectral_atlas/

21. http://www.cfa.harvard.edu/HITRAN/

22. W. S. Barney, L. M. Wingen, M. J. Lakin, T. Brauers, J. Stutz, B. J. Finlayson-Pitts. J. Phys. Chem. A, 104, N 8 (2000) 1692—1699

23. A. C. Vandaele, D. Hermans, P. C. Simon, M. Carleer, R. Colin, S. Fally, M.-F. Meriénne, A. Jenouvrier, B. Coquart. J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer, 59 (1998) 171—184

24. W. Schneider, G. K. Moortgat, G. S. Tyndall, J. P. Burrows. J. Photochem. Photobiol., A: Chem., 40 (1986) 195—217

25. R. D. Kenner, F. Rohrer, F. Stuhl. J. Phys. Chem., 90 (1986) 2635—2639

26. J. Stutz, E. S.Kim, U. Platt, P. Bruno, C. Perrino, A. Febo. J. Geophys. Res., 105 (2000) 14585—14592

27. L. T. Molina, M. J. Molina. J. Geophys. Res., 91 (1986) 14501—14508

28. M. Petersen, J. Viallon, P. Moussay, R. Wielgosz. J. Geophys. Res., 117 (2012) D05301

29. N. Rontu Carlon, D. K. Papanastasiou, E. L. Fleming, C. H. Jackman, P. A. Newman, J. B. Burkholder. Atm. Chem. Phys., 10 (2010) 6137—6149

30. http://www.specair-radiation.net/

31. A. J. D. Farmer, V. Hasson, W. Nicholls. J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer, 12 (1972) 627—633

32. G. W. Bethke. J. Phys. Chem., 31, N 3 (1959) 662—668

33. A. Y. Chang, M. D. Di Rosa, R. K. Hanson. J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer, 47 (1992) 375—390

34. M. D. Di Rosa, R. K. Hanson. J. Mol. Spectrosc., 164, N 1 (1994) 97—117

35. J. Mellqvist, A. Rosen. J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer, 56, N 2 (1996) 187—208

36. K. Watanabe, M. Zelikoff, E. C. Y. Inn. Geophys. Res. Papers, N 21 (1953)

37. K. Ito, T. Saheki, Y. Murakami, I. Taniguchi, M. Kikuchi, Y. Unosawa. Jpn. J. Appl. Phys., 14 (1975) 131—136

38. T. Tajime, T. Saheki, K. Ito. Appl. Optics, 17, N 8 (1978) 1290—1294

39. C. W. Allen. Astrophysical Quantities, The Athlone Press, London (1973)

40. R. Atkinson, D. L. Baulch, R. A. Cox, J. N. Crowley, R. F. Hampson, R. G. Hynes, M. E. Jenkin, M. J. Rossi, J. Troe. Atm. Chem. Phys., 4, N 6 (2004) 1461—1738

41. K. H. Becker, W. Groth, D. Thran. Chem. Phys. Lett., 15, N 2 (1972) 215—220

42. W. Tsang, J. T. Herron. J. Phys. Chem. Ref. Data, 20 (1991) 609—663

43. H. Hippler, R. Rahn, J. Troe. J. Chem. Phys., 93 (1990) 6560—6569

44. R. Atkinson, D. L. Baulch, R. A. Cox, Jr. R. F. Hampson, J. A. Kerr, J. Troe. J. Phys. Chem. Ref. Data, 18 (1989) 881—1097

45. W. M. Jones, N. Davidson. J. Am. Chem. Soc., 84 (1962) 2868—2878

46. S. Suzuki, I. M. Rusinov, K. Teranishi, N. Shimomura, H. Itoh. J. Phys. D, 51, N 30 (2018) 305201

47. Yu. S. Akishev, V. B. Karalnik, A. V. Petryakov, K. B. Popov, O. N. Sattarov. N. I. Trushkin. J. Phys.: Conf. Ser., 1112 (2018) 012010

48. V. I. Arkhipenko, A. V. Kazak, A. A. Kirillov, L. V. Simonchik, V. V. Shkurko. High Temp. Mater. Proc., 22, N 4 (2018) 273—278