湍流等离子体发生器工作特性实验

为了指导湍流等离子体发生器的结构设计,基于自行研制的两路进气式湍流等离子体发生器,采用实验的手段探究了主气和保护气流量对湍流等离子体发生器工作特性(热效率、热焓值、弧压)的影响。实验结果表明:湍流等离子体发生器的弧压随着主气流量的增加而升高,而受保护气流量的影响很小;另外,弧压随着弧电流增加而降低。湍流等离子体发生器的热效率随着主气流量的增加而升高,但随着弧电流的增加而降低;保护气流量对热效率的影响随着弧电流的增加而逐渐减小。湍流等离子体发生器的热焓值随着主气和保护气流量的增加而减小,但随着弧电流的增加而增加,且最后趋于一个稳定值。在湍流等离子体发生器工作过程中,其平均弧压高达160 V,产生的高电压、低电流的伏安特性有助于提高湍流等离子体发生器的电极使用寿命。     

辅助离子束对孪生磁场中频反应溅射等离子体特性的影响

 在自行研制的离子束辅助孪生磁场中频反应溅射设备中制备光学氧化钛薄膜，利用郎缪尔静电探针研究等离子特性变化，同时测定基片表面的伏安（I-V）特性。结果表明，随离子束功率密度不断提高，等离子体电子密度不断增加，悬浮负电位绝对值减小，溅射阴极电压下降；基片表面经历从富电子向富阳离子转变，基片正电位不断提高；辅助离子束为109 W时，基片表面处于电中性等离子体平衡态。     

ICP-MS法测定钼矿石中伴生锂、镓和稀土元素

通过比较氢氟酸-硝酸高压罐密闭消解法、 氢氟酸-硝酸-高氯酸-盐酸低压密闭消解法和氢氟酸-硝酸-高氯酸-盐酸敞口消解法对钼矿样品的分解效果， 选用低压密闭消解法制备样品， 用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS)法测定伴生稀有元素Li，Ga和15种稀土元素的质量比. 通过对干扰元素的分析， 选择合适同位素， 并确定¹⁵¹Eu，¹⁵⁷Gd，¹⁵⁹Tb质谱干扰的校正系数. 结果表明，  20 μg/L的铑（Rh）标准溶液作为内标可有效抑制溶液中的基体效应和信号动态漂移， 方法检出限为0.001~0.113 μg/g， 相对标准偏差（RSD， n=7）为0.30%~3.92%.  经标准物质和实际样品验证， 该方法可靠， 适合钼矿中伴生Li，Ga和稀土元素的测定.     

大尺寸单晶金刚石同质连接技术

介绍了制备人造单晶金刚石的技术途径及发展现状,重点讨论并对比了几种化学气相沉积法(CVD)金刚石制备技术的优缺点,详细阐述了基于微波等离子体CVD (MPCVD)法的同质连接技术——一种突破晶体尺寸限制,实现大尺寸单晶金刚石的有效途径。通过该技术实现了英寸级单晶金刚石晶片的制备,并针对横向生长、界面质量及演化、三维结构连接控制等核心科学技术问题进行了分析和讨论,展望了其在尖端应用领域的发展前景。     

活性炭表面键合配位体固相萃取填料的制备及其对水中重金属离子吸附性能的研究

以椰子壳为原料,经过磷酸活化制得活性炭,键合苯甲酰异硫氰酸酯制得表面键合配位体改性活性炭固相萃取材料。利用N_2吸附-脱附、SEM、XPS、FT-IR等手段对所制备的固相萃取填料进行表征,考察了其对Zn~(2+)、Mn~(2+)、Pb~(2+)、Cd~(2+)和Ag~+金属离子的吸附性能。结果表明,该固相萃取填料对Zn~(2+)、Mn~(2+)、Pb~(2+)、Cd~(2+)和Ag~+的吸附容量分别为12.86、11.27、10.91、10.13和9.87 mg·g~(-1)。以5 mol·L~(-1) HNO_(3 )+0.05 mo·L~(-1)乙二胺四乙酸二钠溶液作为洗脱液对吸附的金属离子进行洗脱,通过固相萃取(SPE)与电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)联用测定水样中重金属离子的含量,Zn~(2+)、Mn~(2+)、Pb~(2+)、Cd~(2+)和Ag~+的检出限分别为0.147、0.177、0.185、0.228和0.249 mg·L~(-1)。     

多相化学合成氨研究进展

氨不仅是氮肥的主要原料,亦可作为能源载体在可再生能源的储存与转化过程中发挥重要的作用.而氨的化学合成是实现这一过程的关键.现有的Haber-Bosch合成氨工业是一个高能耗过程,开发温和条件下的合成氨过程是研究人员长期以来不懈追求的目标.随着催化科学与技术的进步,人们对合成氨微观反应机理的认识不断加深,这为进一步设计和开发低温高效的合成氨过程提供了许多有益的启示.本文分析了当前合成氨化学中的挑战与机遇,重点阐述了合成氨多相催化剂及化学链合成氨过程的开发,对近期发展迅速的电、光、等离子体等外场驱动的化学合成氨方面的研究进展也进行了简要介绍,强调了规避过渡金属上线性关系的限制是实现温和条件下合成氨的有效策略.     

氩等离子体技术降解玉米表面毒死蜱的研究

为克服传统农药降解方法效率低、能耗高、二次污染等问题,在自行设计的介质阻挡放电反应器中,以氩为放电气体、以玉米表面残留的有机磷农药毒死蜱为实验对象,改变放电功率、放电时间、放电间隙、毒死蜱初始质量浓度和氩气流量等放电参数,对毒死蜱降解效果及降解后玉米表面特征和营养成分进行了分析。实验结果表明:当毒死蜱初始质量浓度为20mg/L时,在放电功率为35 W、放电时间为60s、放电间隙为6mm、氩气流量为0.25L/min条件下,玉米表面毒死蜱降解率可达87%,达到农药残留量的国标要求。农药降解过程中,氩等离子体在玉米表面产生轻微刻蚀,同时促使玉米水分含量降低,有利于玉米储存。处理后玉米的重要营养成分维生素B2质量分数并无显著变化,淀粉的质量分数降低,脂肪酸的质量分数增加,但并不影响玉米品质和贮藏价值。因此,氩等离子体技术是一种高效、快速、安全、绿色无污染的农药残留降解技术,具有进一步工业化应用的潜力。     

消解温度对石墨消解—ICP-MS法同时测定结果的影响

本次实验采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS),使用石墨消解仪消解滤膜,探讨消解温度对同时测定铬、锰、铁、镍、铜、锌、砷、硒、镉、锑、铅的影响。结果表明:在160℃时消解是同时测定铬、锰、铁、镍、铜、锌、砷、硒、镉、锑、铅的最佳条件。     

甲类仓库戊烷爆炸特性三维模拟及防爆策略

为研究甲类仓库中易燃易爆危险化学品的爆炸特性,探究不同点火位置、不同燃料-空气当量比以及堆垛层数对爆炸超压的影响,确定最危险爆炸场景,以戊烷蒸气云爆炸为例,采用FLACS软件进行三维建模和三维动态模拟.模拟结果表明:点火位置处于戊烷蒸气云边缘且靠近防火墙时,易产生较大爆炸超压;最大爆炸超压随着戊烷-空气当量比的增大呈现先升高后降低的趋势,且随着堆垛层数的减少而降低;在最危险爆炸场景(点火位置处于防火墙中部,堆垛层数为3层及戊烷-空气当量比为1.35)下,最大爆炸超压为727 kPa.研究结果可为危险化学品甲类仓库的防爆设计提供参考.     

经硅等离子体注入的纯镁电化学腐蚀性能的研究

优越的力学性能,理想的生物相容性和独特的降解特性使镁及其合金成为革命性的金属生物材料,但耐蚀性差限制了其应用潜力的发挥,为此提高其耐腐蚀性成为重要的研究课题.等离子体注入是既有效又方便的表面改性技术.本文对纯镁进行硅等离子体注入表面改性,通过光电子能谱检测硅元素注入深度和化合价态,并使用动电位极化测试和交流阻抗谱评价处理前后样品在模拟体液中的腐蚀行为.实验结果表明,经硅等离子体注入的纯镁表面形成一层由二氧化硅和氧化镁组成的复合氧化膜.在电化学测试中,处理后的样品呈现较高的腐蚀电位和较低的腐蚀电流,容抗环明显增大.这些结论均表明硅注入后在纯镁表面形成的复合氧化膜减缓了腐蚀速率,提高了耐腐蚀性能.