室温常压等离子体法合成氨研究(英文)

在室温常压条件下,氮氢混合气体（混合比为1：3,流量为氮气40毫升／分钟、氢气120毫升／分钟）流经自制石英玻璃气套,石英玻璃气套上安装有一对柱面电极,此电极对与交流电源相连接,电源的输出电压为15KV,频率是20KHz（或50Hz）。流过石英玻璃气套的氮氢气体被高电场强度所激活,具有了化学活泼性。有一定平动动能的氮氢气体分子频繁地相互碰撞,可引发化学反应,能合成（生成）氨。室温常压等离子体法合成氨转化率影响较大因素有：1）放电频率;2）当放电频率固定在20KHz时电源输出电压值;3）氮氢混合比;4）反应气体的温度。     

温常压等离子体法合成氨研究

在室温常压条件下，氮氢混合气体（混合比为1：3，流量为氮气40毫升／分钟、氢气120毫升／分钟）流经自制石英玻璃气套，石英玻璃气套上安装有一对柱面电极，此电极对与交流电源相连接，电源的输出电压为15KV，频率是20KHz（或50Hz）。流过石英玻璃气套的氮氢气体被高电场强度所激活，具有了化学活泼性，有一定平动动能的氮氢气体分子频繁地相互碰撞，可引发化学反应，能合成（生成）氨。室温常压等离子体法合成氨转化率影响较大因素有：1）放电频率；2）当放电频率固定在20KHz时电源输出电压值；3）氮氢混合比；4）反应气体的温度。     

大面积表面放电等离子体的产生及电特性研究

为了获得大面积表面放电等离子体,设计了大气压多电极表面放电等离子体激励器,并对给定电源频率下等离子体激励器的放电特性(包括气体放电的利萨如图形、稳定放电时的功率及功率面密度等参数)进行了实验研究.实验测量结果表明,采用多电极结构表面放电等离子体激励器可以在较低的电源输入功率面密度下获得大面积的气体放电等离子体.     

空气暖等离子体射流发生器降温系统设计

为了更好满足等离子体射流发生器便携、易操控、应用环境多样性等要求，针对传统水冷笨重、难以移动等缺点，在发生器电极、冷却结构等方面设计了以空气为工作气体并且兼具冷却功能的气体回路便携式暖等离子体射流发生器，研究了工作气体流量、放电频率、放电电压对等离子体射流温度的影响规律.研究发现，冷却气体的引入明显降低了射流温度，在5.5 kV电压、22 kHz频率和7 L/min流量条件下，冷却气体的引入使得射流温度降低了302℃.射流温度随着气体流量和放电频率的增加而减小、随放电电压的增加而增加.相对于放电频率或放电电压，射流温度的降低对气体流量依赖性更强.     

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。     

脉冲放电激发反电晕的研究

针对高压脉冲电源反电晕放电进行实验研究。采用正极性固态Marx脉冲发生器作为放电电源，以中间添加蜂窝介质的针板作为放电电极，设置正极性矩形高压脉冲输出电压为0～20 kV可调，工作频率为0～1000 Hz可调，脉冲宽度为10～500 μs可调，进行反电晕放电实验，并根据电源和电极参数对影响放电电流大小的因素进行分析。进一步，在相同放电电极参数条件下，将高压脉冲反电晕与直流反电晕进行了对比研究。研究结果表明：介质厚度、针板间距、脉冲宽度和放电频率均对反电晕放电电流有一定影响；在脉冲放电频率为100～1000 Hz时，发生反电晕的相同电压下，脉冲反电晕放电电流大于直流反电晕放电电流，证明高压脉冲激发反电晕放电效果更好。     

不均匀电场下SF6/CO2混合气体局部放电绝缘性能实验研究

SF6气体的温室效应对环境的影响日益严重,限制SF6气体的排放已经达成共识。用针一板电极模拟真实GIS金属突出物缺陷,通过工频实验测量了SF6/CO2混合气体的局部放电起始电压,讨论了电极间距、混合比、气压等因素对混合气体局部放电性能的影响,并与纯SF6气体进行对比分析。     

直流激励针-环等离子体喷枪放电模式的实验研究

利用空气作为工作气体,采用直流电压激励针-环等离子体喷枪,在大气环境下产生了可触摸的低温等离子体羽.利用电学和光学测量,结果表明等离子体羽存在两种放电模式:脉冲模式和连续模式.对于脉冲模式,研究发现放电频率随气体流量或电源输出电压的增加而增加.对于连续模式,伏安特性表明其为反常辉光放电.利用光纤测温仪测量了两种放电模式下等离子体羽的气体温度,发现气体温度随着电源输出电压增加或气体流量减小而升高.相比于连续模式,脉冲模式温度更低,可用手触摸,因此在生物医学领域有更大的应用价值.利用发射光谱,通过拟合的方法计算了两种放电模式的分子振动温度,发现它与气体温度随参数的变化趋势相同.     

氩气介质阻挡放电中的图灵斑图

采用特殊设计的水电极介质阻挡放电装置,使用氩气在一个大气压的实验条件下获得了稳定的图灵斑图,并通过对放电电流和光信号进行研究,发现这时放电是弥散的.实验表明稳定斑图的形成与放电间隙的气体成分、电源电压和频率等都有一定的关系.     

微型平面6-cell组合再生式燃料电池电源的制作与性能

首次设计并制作了一种微型平面6-cell组合的质子交换膜再生式燃料电池(PEM-URFC)电源系统. 该微型电源由一片含多个膜电极单元的质子交换膜做为电解和发电的双功能膜电极组件,一个装有储氢材料和电解用水的底盒做为氢气储放和给水装置,通过带有气流孔的底板、碳极板及顶板紧密压合而成. 在电解模式时,该电源系统将水分解产生氢并通过储氢合金存储于底盒中;而在燃料电池模式时,氢再被释放出来与空气中的氧进行放电反应而产生电流. 常温常压下,该微型电源的开路电压可达4.9 V,在3.0 V的工作电压下,能维持19 mA/cm2放电约40分钟左右. 该电源系统具有良好的充放电循环能力,在10次充放电循环后, 电池性能依然能保持稳定.     

SF_6/N_2混合气体的放电特性

为了探讨SF6 /N2 混合气体代替纯SF6 气体作为气体绝缘开关装置 (GIS)绝缘介质的可行性 ,阐述了SF6 /N2 混合气体放电的基本参数 ,给出了Wieland插值的适用条件 ,并对SF6 /N2 混合气体在不同混合比、电压波形及气压下的放电特性进行了试验研究 .研究结果表明 :SF6 /N2 的电晕稳化作用比纯SF6 中的要强 ,当气压较高时 ,混合气体在高频率快速暂态过电压作用下的击穿电压比低频率作用下的要低 ,而且均匀场中混合气体的击穿电压与气压基本呈线性关线 .所以 ,在不改变现有GIS结构及尺寸的情况下 ,可增加混合气体的压强来保证GIS的绝缘强度 .     

全固态高频感应电源的研究

对高频感应加热电源的逆变器的拓扑结构及其驱动控制电路、功率调整电路及其控制电路、保护电路等进行了分析设计,采用锁相环技术自动进行频率跟踪,使整机能高效率的工作;制作了2KVA/100KHz用于蒸镀法的电源,文中给出了部分具体电路和输出波形.     

填充床/沿面复合放电等离子体降解苯的研究

研究填充床/沿面复合放电等离子体反应器,用于对挥发性有机化合物(volatile organic compounds,VOCs)的降解.该反应器以置于石英介质管内的不锈钢弹簧为高压电极,以附着在有机玻璃管内壁的不锈钢网为低压电极,将石英介质管放于有机玻璃管中央,并于石英介质管外与低压电极间填充玻璃珠.采用交流高压电源供电,实现在石英介质管内发生沿面放电,同时在石英介质管外发生填充床放电.含污染物的气体首先通过沿面放电区域,然后经填充床放电区域排出.以苯为目标物,考察了高压电极弹簧外径、玻璃珠尺寸对苯降解的影响,通过引入MnO2/γ-Al2O3催化剂参与反应,进一步提高了苯的去除率.结果表明:在玻璃珠直径6 mm、高压电极弹簧外径12 mm、放电间距12 mm、放电电压27 kV、苯的初始体积分数为0.011 4%的条件下,苯的处理效率高达75%.MnO2负载量为MnO2/γ-Al2O3催化剂质量的10%,并填充于反应器底部,苯的降解率达85%,去除效果提高.     

基于频响分析法的脉冲电源与容性负载间匹配电路设计

为克服传统的基于负载匹配法设计的匹配电路存在导致容性负载上脉冲电压上升率明显降低的不足,提高脉冲电源在容性负载下的应用效果,提出了将频响分析用于设计脉冲电源与容性负载问匹配电路的方法．基于此法设计了一种由电感（Lm）支路和与其并联的阻-容（Rm-Cm）串联支路构成的匹配电路,当Lm、Rm和Cm满足使容性负载上的脉冲电压（u2）与脉冲电源输出的脉冲电压（u1）之比（u2/u1）的频响特性,在脉冲电源输出的脉冲电压的有效频谱范围内接近不失真系统频响特性的条件时,可在容性负载上得到既无振荡,且上升率高的脉冲电压．实验验证该匹配电路是有效的．     

交流脉冲制备TiO2薄膜的性能研究

利用150kHz交流脉冲放电进行等离子体化学气相沉积（PCVD），使用Ti（OC3H7）4为源物质，在普通钠钙载玻片上制备了TiO2膜．主要考查了交流脉冲电压、反应室工作气压、气体流量、薄膜沉积温度等工艺参数对薄膜光学特性的影响,通过薄膜透过率和吸光度分析，探讨了各工艺参数对成膜品质的影响．结果表明：在载玻片上．根据不同沉积条件可制成性能不同的TiO2薄膜，均有光催化特性且附着力好．     

SF6／N2混合气体的放电特性

为了探讨SF6／N2混合气体代替纯SF6气体作为气体绝缘开关装置（GLS）绝缘介质的可行性,阐述了SF6／N2混合气体放电的基本参数,给出了Wieland插值的适用条件,并对SF6／N2混合气体在不同混合比、电压波形及电压下的放电特性进行了试验研究。研究结果表明：SF6／N2的电晕稳化作用比纯SF6中的要强,当气压较高时,混合气体在高频率快速暂态过电压作用下的击穿电压比低频率作用下的要低,而且均匀场中混合气体的击穿电压与气压基本呈线性关系。所以,在不改变现有GIS结构及尺寸的情况下,可增加混合气体的压强来保证GIS的绝缘强度。     

霍夫曼水电解器的微型化改进

用医用注射针管作电解室,注射针头作电极,对霍夫曼水电解器进行代换改装,若选用10％的NaOH溶液作电解液,在电源电压12V的条件下4min内可电解出H_24.4ml,Q_22.2ml,两气体体积比符合理论值,验证气体时的现象比较明显,演示效果令人满意。     

用改进过的激光拉曼光谱仪测定气相反应过程中产生的瞬态中间体(英文)

改进激光拉曼光谱仪的样品池为石英玻璃制作的连续流动的气体，样品室，用紫外光束射入样品室来激活气体在垂直于紫外光束和探测激光束的方向来探测被瞬态中间体散射的拉曼散射光；交流（A·C）放电电极对以适当的间隙装在上述样品室上；由激光拉曼光谱仪记录下的拉曼散射光谱频移图上，根据待测物的特征频率，辨认和确定气相反应过程中所产生的瞬态中间体。这为光物理、光化学、等离子体化学等提供可靠的、直接的探测方法。     

基于金纳米棒/多壁碳纳米管-壳聚糖复合膜电极的肌红蛋白直接电化学和电催化研究

采用金纳米棒(AuNRs)/多壁碳纳米管-壳聚糖(MWCNTs-Chit)复合膜促进肌红蛋白在电极上的直接电子转移,并用于构建H2O2生物传感器.首先将金纳米棒固定到玻碳电极表面,然后把MWCNTs-Chit分散溶液和肌红蛋白(Mb)固载到玻碳电极上,得到MWCNTs-Chit/Mb/AuNRs复合膜电极.通过循环伏安法对膜电极进行表征,在pH=7.0磷酸缓冲溶液中,Mb表现出一对峰形良好且可逆的氧化还原峰,其中氧化峰和还原峰电位分别为-0.291 V、-0.235 V,式电位(Eθ’)为-0.263 V.与此同时还探讨了修饰电极的电催化活性,结果表明其对H2O2具有良好的电催化还原作用,可作为检测H2O2的生物传感器.传感器对H2O2的米氏常数为0.0494 mM,线性范围为5.0×10-5～5.0×10-3M(R=0.986 7,n=10),检测限为3.2×10-6M(信噪比为3).