光谱法研究盐溶液浓度对辉光放电活化液体的影响

大气压辉光放电具有低气压辉光放电的均匀性和较高的化学活性,且摆脱了真空装置的限制.液面上的大气压辉光放电除了具有以上优点外,还具有活性粒子浓度高等优势,因此在材料改性、生物医疗等领域具有非常广泛的应用前景.本文采用针-液体电极直流放电装置,在液体电极上方产生了大气压辉光放电,并用于活化不同浓度的NaCl溶液.发射光谱表明,不同浓度液体电极放电均包含N₂的第二正带系、N⁺₂的第一负带系、OH自由基和O I.基于发射光谱,测量了液面附近的氧原子谱线强度、谱线强度比I_391.4/I_337.1和振动温度.利用吸收光谱测量了O₃浓度.发现它们均随着放电电流的增大而增大,且在一定电流下,随盐溶液浓度减小而增大.经过相同活化时间,溶液的H₂O₂浓度随着放电电流的增大而增大.在一定放电电流下,H₂O₂浓度随盐溶液浓度增大而减小.     

大气压氩气介质阻挡放电光谱

采用单色仪测量了大气压氩气介质阻挡放电(DBD)中的激发光谱,实验在300～800 nm的范围内测量了大气压氩气DBD的发射光谱,经分析发现,氩的发射谱线集中在690～800nm的范围内,且全部为氩原子的谱线.研究了这些谱线的强度随外加电压的变化,本工作的结果对大气压介质阻挡放电具有较重要参考价值.     

氮气大气压介质阻挡放电发射光谱诊断

用发射光谱法对氮气大气压介质阻挡放电等离子体进行了诊断,测出了N2(C^3∏g-B^B∏g)的337．1nm谱线强度随气体流量、电极间距、放电电压以及放电频率的变化规律．发现光强在气体流量为300mL／min或电极间距为1．5mm时有一个最大值;光强随放电电压及频率的增加而增强．但放电频率或电压增加到某一值时,光强的增强产生了突变,这时放电从丝状介质阻挡放电转变成准辉光介质阻挡放电;测得了放电电压电流波形、电压-电荷李萨如图形、时间分辨的发射光谱,发现丝状介质阻挡放电的微放电通道是随机分布独立存在的,相互不受影响;而准辉光介质阻挡放电的微放电通道之间产生叠加,并相互影响。     

介质阻挡放电的光谱研究

利用双水电极实验装置,发射光谱的方法对介质阻挡放电系统进行了研究.在实验中发现,电压不同时,电流波形也有所不同.其他条件一定时,升高电压或频率,Ar原子谱线(750)谱线的强度都会增加.     

大气压下介质阻挡放电的发射光谱

为了研究大气压下气体介质阻挡放电的微观机理,利用Maya2000-pro光谱仪采集了气体介质阻挡放电的发射光谱,分析了介质阻挡放电型低温等离子体反应器的放电参数、气体体积流量和气体组分对发射光谱强度的作用规律,并依据气体放电发射光谱研究了放电空间的活性物质和氮气氩气混合气的放电机理.结果表明:大气压下氮气放电会产生第2正带系的跃迁辐射光谱;氮气放电的特征谱线强度随激励电压峰峰值与放电频率的升高而增大;氮气放电的激发态物质种类不随放电参数的改变而改变;在放电功率不变的情况下,特征谱线强度随气体体积流量变化不明显;氮气氩气混合气放电时,观察到明显的潘宁效应,且气体放电的击穿电压峰峰值随混合气中氩气体积分数的升高而下降.     

直流辉光放电氮原子离子的Monte Carlo模拟研究

采用氮直流辉光放电等离子体中快电子和离子（N^＋_２,N ^＋）混合的蒙特卡罗模型, 模拟研究了 e^－+ N_２___N^＋+N+2e和N ^＋_２+N_２___N^＋+N+N_２ 过程离子N^＋的产生率轴向分布随放电参数的变化规律及其轰击阴极的能量分布 . 结果表明, 两种 离解过程中氮原子离子（N^＋）的产生率均随气压和电压的增加而增大, 随 放电气体温度的升 高而降低; 但N^＋_２-N_２离解碰撞主要发生在 阴极附近. 在电压较高时, 阴极处的N^＋主要由N^＋ _２-N_２离解过程产生; 在电压较低时, N^＋ _２-N_２离解过程可忽略.     

水蒸气对介质阻挡放电的影响

利用同轴电极放电装置研究了水蒸气对介质阻挡放电(DBD)特性的影响,比较了以纯氩气和伴有水蒸气的氩气作为实验气体时其电学和光学性质的区别.结果表明:当向反应发生器中通入少量水蒸气时,击穿电压明显升高,并且放电电流略有增加;比较2种情况光谱发现离子与原子谱线强度明显增强.     

TiF分子P线系跃迁谱线的研究

应用最近建立的能正确预言双原子分子P线系高激发振转跃迁谱线的新公式,首次研究了TiF分子在次带G⁴Φ_5/2-X⁴Φ_5/2跃迁体系内（0,1）跃迁带的P支发射光谱.研究结果表明,该方法不仅可以精确地重复已知的实验谱线数据,而且从理论上预测了现阶段实验上难以获得的包含转动量子数J=90.5在内的高激发振转态发射谱线的正确数据.     

多针同轴电极介质阻挡放电的传输电荷产生条件分析

介质阻挡放电(DBD)能在常温大气压下产生均匀放电且能耗低,具有广阔的工业应用前景。针对多针-同轴电极,利用正交设计和Lissajous图形法试验研究了DBD电极阵列以及高频电源窗口参数匹配。DBD过程也是电荷传输的过程,传输的电荷量越多,等离子体的化学反应也越充分。正交设计以周期传输电荷量为目标因素,以电源电压幅值、频率、针长度以及纵向相邻针的夹角为试验因素。方差分析结果表明：电压幅值对目标因素的影响最显著,其次为电源频率;长度3.5 mm和2 mm的针以45°间隔排列的电极结构与电源频率21 kHz的配合使得周期传输电荷量最大。进一步试验表明正交试验结果是正确的,对于提高DBD等离子体化学反应效率有重要意义。     

混合气体放电中等离子体发射光谱诊断

采用水电极介质阻挡放电装置,分别在氮气/氩气、空气/氩气2种混合气体放电中,采用光谱的方法测量了氮分子(C3Πu)和氮分子离子391.4 nm(B2Σu+→X2Σg+)谱线随混合气体的体积分数的变化.实验表明:随混合气体中氩气体积分数的增加,氮分子(C3Πu)的谱线强度增强,而氮分子离子391.4 nm谱线强度减弱;在2种混合气体中、相同的氩气体积分数下,氮气/氩气混合气体放电时的氮分子(C3Πu)和氮分子离子391.4 nm(B2Σu+→X2Σg+)发射谱线强度比空气/氩气混合气体放电时的强.     

DBD 放电中的NO荧光发射谱

在低气压条件下,得到了NO在DBD(Dielectric barrier discharge)放电等离子体中的荧光发射谱(210～280 nm).其中的主要谱线归属为A2∑+→X2П1/2,2/3跃迁.并初步证实了在DBD放电等离子体中NO分解的可能性.     

介质阻挡放电中不同斑图的微放电通道中分子振动温度研究

采用特殊的水电极介质阻挡放电实验装置,在空气/氩气介质阻挡放电中得到了四边形斑图、六边形斑图,通过对氮分子第2正带系(C3Πu→B3Πg)的发射光谱进行分析,研究了这2种斑图的微放电通道中的氮分子的振动温度.实验结果表明,随着外加电压升高出现的四边形斑图和六边形斑图,其微放电通道中的分子振动温度依次升高.     

直流辉光放电光谱分析铜合金的基本特性研究

用自行组装的直流辉光放电原子发射光谱仪器对分析铜合金的某些基本特性进行了研究。探讨了光源放电室结构，放电气体压力，放电电压等操作参数以及试样尺寸大小对放电性能肽元素谱线强度的影响，并进行了优化。     

氩气微放电通道电子激发温度的空间分布

采用发射光谱法,研究了气体压强为1.01×105Pa条件下氩气介质阻挡放电单个微放电丝通道中电子激发温度的空间分布.通过氩原子763.51 nm(2P6→1S5)和772.42 nm(2P2→1S3)2条谱线相对强度之比计算电子激发温度.实验结果表明:在只有1个微放电丝的条件下,电子激发温度在放电通道中不是1个恒定值,而是在放电通道正中间出现1个最大值,越靠近电极越小.本工作对研究介质阻挡放电中等离子体的动力学过程和单个微放电丝模型的建立具有重要意义.     

氘离子源的等离子体特性研究

用发射光谱法研究了真空放电氘离子原源的等离子体性质。此等离子体处在钛空心阴极之中，是在真空放电时，由钛阴极释放出的氘和钛蒸气被分电离而形成的。实验测定了氘原子巴尔末谱线系中前三条谱线的强度。     

四电极装置产生片状氩气等离子体羽的特性

利用四电极结构的介质阻挡放电(DBD)装置,在大气压环境中,产生了一个弥散的氩气等离子体羽.结果表明:随着交流电压峰值和氩气流量的增大,等离子体羽的长度变长,且在此过程中氩原子谱线强度也增大.电压电流波形表明放电既可以出现在电压的上升沿也可以出现在其下降沿.利用高速摄像不断缩短曝光时间,发现正负放电存在明显差别.正放电对应分叉的放电丝,而负放电却是均匀弥散的.实际上,正放电的分叉丝和负放电的弥散背景分别对应着正流光放电和负流光放电.讨论了分叉丝及弥散背景的形成机制.这些研究结果对于大尺度等离子体羽的产生及流光动力学行为的深入研究具有重要意义.     

H2S分子负脉冲流光放电等离子体解离分析

采用荧光发射光谱和荧光时间分辨光谱,对H₂S分子进行了脉冲流光放电激发解离相关实验研究.将所得400~800 nm荧光谱线归属为S₂、S^-₂、H、SH等活性粒子的发光.结果表明,H₂S气体脉冲流光放电等离子体中的主要活性粒子是H₂S^*、S₂、S^-₂、H、SH,且时间分辨光谱测量结果表明H和SH基荧光信号几乎同时出现,由此确定H₂S气体脉冲流光等离子体放电主要激发解离通道为H₂S+e^*→H₂S^*+e→H^*+SH^*.     

介质阻挡放电中水电极电导率对放电的影响

采用双水电极装置,在介质阻挡放电系统中,首次对水电极电导率对放电系统的影响进行了研究.实验测量了不同电导率下(电导率在2.8～10 000 μS/cm范围内)的介质阻挡放电特性的变化规律,经分析发现:放电的击穿电压随电极电导率的变化而改变.电导率较小时,击穿电压随电导率的增大迅速地减小,电导率大于10 μS/cm时,击穿电压基本保持不变.不同电极电导率下,击穿电压附近的斑图类型不同,其随电导率增大的变化规律与电导率保持不变时升高电压斑图的演化顺序具有一致性.放电回路的总电导与电极电导率的变化不成线性关系.     

介质阻挡放电等离子体对甲基蓝的脱色研究

主要利用射流介质阻挡放电阵列,在水中放电产生等离子体并开展甲基蓝溶液脱色处理研究。通过紫外吸收光谱在590 nm处吸收峰对甲基蓝进行表征。实验结果表明:在工作气体为Air(100%)和He/Air(1:1)的混合条件下,放电处理5 min后甲基蓝的脱色率高达99.99%;在工作气体为He条件下,处理5 min后甲基蓝的脱色率仅为3%。研究分析表明N₂和O₂在放电过程中形成大量的氮、氧活性粒子,这些氮、氧活性粒子有极强的化学活性,对甲基蓝脱色过程产生重要的影响。     

氩气/空气介质阻挡放电中分子振动温度研究

使用水电极装置,在氩气/空气介质阻挡放电中,通过对氮分子第二正带系(C3∏u→B3∏g)的发射谱线进行分析,研究了氮分子(C3∏u)的振动温度随压强的变化.实验结果表明:氮分子(C3∏u)振动温度随压强的增大而减小.