Product analysis of electrical discharge in mixtures of water and ethanol

Práce je zaměřena na elektrické výboje v kapalině, konkrétně na roztoky etanolu. V teoretické části je nastíněna definice plazmatu, důležité parametry, druhy a generování plazmatu a využité plazmových technologií v současnosti. Hlavní pozornost je věnována výbojům v kapalném prostředí. Elektrickým výbojem v kapalném prostředí dochází k fyzikálním procesům (rázovým vlnám, UV záření a působení elektrického proudu), stejně jako k chemickým (tvorba radikálů a iontů). Obu typů procesů se využívá v mnoha odvětvích – v medicínském prostředí (sterilizace nástrojů, ničení patogenních útvarů v těle), ve spotřebním průmyslu (povrchové úpravy, úpravy textilií a netkaných látek, čištění povrchů) nebo v ochraně životního prostředí (čištění pitné vody, rozklady organických látek). Cílem práce byla analýza produktů v roztoku etanolu. Byly proměřeny různé vzorky a byla sledována koncentrace vybraných složek v průběhu měření – etanol, aceton a acetaldehyd. Na sběr dat byla použita metoda PTR-TOF-MS. Tato metoda je vhodná díky rychlé odezvě a okamžitému měření, pro naše potřeby poskytuje dostatečně přesné výsledky. Pro lepší a přesnější stanovení je do budoucna vhodné použít kombinaci s nějakou chromatografickou metodou – např. plynovou chromatografií.The thesis is focused on electrical discharge in liquid solutions, in particular in ethanol solutions. In the theoretical section, the plasma is defined along with its important parameters, types of plasma generation and usage of plasma technologies. Main part is focused on the discharges in water solutions. Electric discharges in liquid solutions enable physical processes (shock waves, UV radiaton, electric current) as well as chemical ones (generation of radicals and ions). Both types of the processes are used in many fields – medicine (tool sterilization, destruction of pathogens), consumer technologies (surface adjustemen, processing of the textiles, surface clearing) of environmental protection (clearing water, decomposition of organic compounds). Goal of the thesis was to analyze discharge products on ethanol solution. Multiple samples were measured and concentration od selected products was monitored during the measurement – ethanol, acetone and acetaldehyde. PTR-TOF-MS method was used to collect and analyze the data. This method is well used thanks to quick response and immediate measurement. It produce the reset accurate enough for our purpose. It would be more efficient to use this method in combination with another analytical metohod in the future research, e.g. gas chromatography.