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文献综述
一、研究背景及研究意义1研究背景气液放电是产生低温等离子体的重要途径,由于能够在液面附近产生包含大量OH、O等具有极高氧化势的活性氧基团的等离子体, 被广泛应用于微生物灭活、纳米材料制备、环境保护等领域,并取得了一定的成果[1]。
在这些应用中,等离子体及液体中的活性粒子发挥着重要作用,因此,气液放电的应用研究大部分致力于提高水中活性粒子的产生效率。
目前,已有研究证明影响气液放电等离子体活性的主要因素有驱动电源、电极结构、工作气体等,其中工作气体决定了放电的环境,是影响等离子体活性的重要因素之一。
在研究气液放电等离子体特性时,氮气和氧气是应用最多的工作气体,也是气液放电实际应用中最希望工作的环境,但是不同比例的气体对于放电特性的影响尚不清晰,需要进一步研究。
2课题内容及其优势为深入理解气液两相放电的机理和特征,本课题利用多针-平板电极结构,测量了在N2/O2气氛中气液两相放电的电学和光学放电特性,通过改变工作气体中氮气/氧气比例,研究纳秒脉冲气液放电特性和等离子体活性的变化规律,并对溶液中的活性粒子进行诊断,研究等离子体活化水的特性变化,在此基础上优化放电条件。
气液两相放电,这不同于传统的纯气体中高压放电,受到国内外学者广泛关注。
因此对不同条件下气液两相放电的特性进行研究,对于深入理解这种形式的放电机理和促进其应用具有重要竟义。
气液两相放电一般具有三种形式,第一张是在水中放电,其优点是产生的活性物质直接存在于液体环境中,产物浓度高,缺点是放电难度大,反应电极容易被腐蚀;第二种是水面上方放电,优点是放电较容易,缺点是放电发生在气相,活性物质需要通过渗透和扩散进入水中,产物浓度较低;第三种还是鼓泡式气液混合放电,该方法是目前常用的气液两相放电方式,具有放电容易,产物从气泡直接进入溶液,产物浓度高。
多针-平板电极是不对称电极,击穿电压低、功率密度大,兼有电晕放电和介质阻挡放电等多重特点,与平板-平板电极比较,在相同条件下具有起始放电电压低放电功率大放电空间内更难出现细丝的特点。
