液相隔膜辉光放电等离子体自由基发射光谱研究
辉光放电电解等离子体法制备纳米材料及形成机理研究
辉光放电电解等离子体法制备纳米材料及形成机理研究辉光放电电解等离子体法制备纳米材料及形成机理研究引言：纳米材料以其特殊的物理、化学和电子性质，被广泛应用于能源、环境、医药和电子等领域。
辉光放电电解等离子体（GDED）法作为一种新兴的纳米材料制备技术，具有简便、高效、环保等优点，广受关注。
本文旨在探讨辉光放电电解等离子体法制备纳米材料及其形成机理。
一、辉光放电电解等离子体法制备纳米材料的原理辉光放电电解等离子体法是通过将两电极浸入电解质溶液中，在外加电场作用下，产生辉光放电等离子体的一种制备方法。
电解质溶液中的阳、阴离子在电场作用下被电离，形成气体或溶质的高能量中间态，进而反应生成纳米材料。
此法具有制备范围广、材料性能可调控、反应时间可控等优势。
二、辉光放电电解等离子体法制备纳米材料的工艺参数优化在制备纳米材料的过程中，工艺参数的优化对于材料性能具有重要影响。
首先是电压的选取，较低的电压可控制纳米材料的尺寸大小，而较高的电压有助于形成均匀的纳米材料。
其次是电解液的浓度和离子种类的选择，合适的浓度和离子种类可以提供足够的反应物，促进纳米材料的形成。
最后是电解液的温度，适当的温度有助于控制反应速率，提高纳米材料的产率。
三、辉光放电电解等离子体法制备纳米材料的形成机理辉光放电电解等离子体法制备纳米材料的形成机理涉及到离子电离、离子激发、再结晶和沉积等多个过程。
首先是电解液中的离子电离，电解质溶液中的阴、阳离子在外加电场作用下发生电离，产生自由电子、气体等高能量中间态。
接着是离子的激发，将离子通过辉光放电等离子体激发到高能级状态，激发后的离子能够参与化学反应，进而形成纳米材料。
最后是纳米材料的形成，激发后的离子在电场的作用下再结晶和沉积，形成稳定的纳米材料。
四、辉光放电电解等离子体法制备纳米材料的应用辉光放电电解等离子体法制备的纳米材料在各个领域都有着广泛的应用。
在电子领域，制备的纳米材料具有良好的导电性和光学特性，可用于光电器件的制备。
【国家自然科学基金】_optical emission spectroscopy_期刊发文热词逐年推荐_20140803
科研热词 薄膜 光致发光 电子温度 高速沉积 非线性光学 钛镍 重金属 连续萃取法 辉光等离子体 表征 荧光光谱 荧光 自由基 脉冲电晕等离子体 聚(2-甲氧基-5-丁氧基)对苯乙炔 纳米粒子 纳米多孔二氧化硅 纳米复合材料 等离子体鞘层附近区域 等离子体发射光谱 电子密度 甲烷 海水养殖 浓度猝灭 沉积物 氮化镓 氧化铕 核/壳结构 掺杂激光玻璃 控制 成分 感应耦合等离子体 微晶硅薄膜 形状记忆合金 形态分析 吸收截面 吸收光谱 发射截面 发射光谱 发光二极管 光谱分析 光致荧光光谱 光发射谱 zns:mn/cds zno yb3+ x射线衍射 silar法 bbot 5-双(5-叔丁基-1 3-苯并噁唑-2-基)噻酚 2
2011年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52
电沉积 电感耦合等离子体原子发射光谱 电弧放电 电子能量 电子碰撞 电子平均能量 电子回旋共振.射频双等离子体 甲烷 生长机制 生物光子学 猝灭 狭缝微放电等离子体 牙瓷料 牙修复磨损 牙修复体 煤 激子 激发 激光诱导等离子体 溶胶-凝胶法 溶出 活性粒子 氨化 氧化锌 氧化锆 氧化硅薄膜 气体温度 核黄素 有机发光二极管 旋转电极 探测 振动温度 微米钉 微等离子体射流 强度参量ω λ 弧光放电 平行因子分析 工艺学,牙科 射频偏压 射流等离子体 室温荧光 太湖 多焦点多光子显微 多声子弛豫 多光子激发 受激发射 发光特性 发光动力学 反常辉光放电 双频电容耦合放电 单壁碳纳米管 半导体材料 半导体 化学气相沉积
一种改进设计的液体阴极放电发射光谱金属元素检测研究
顶端位于毛细管顶部下方 ２ｒＩ 处 ， ｎ ｎ 在液滴刚开始长大时便触到锯齿尖端 ， 进而破坏液滴 的表面张力 ， 使液 体顺着引流槽流下 ， 从而大大改善 ｒ因阴极毛细 管顶端液 滴的周期 性形成 和坍塌造成 的放 电闪烁 、电流改 变 ，甚至放 电熄灭 ， 此种设计可持续放电至少 ３小时 。 用新 的结构 还测定 了铅 、 、镉 、锌 、 、镍 、铜 、 利 铬 钒 银 、钴九种元 素的线性方程 ， 九种元素 的线性度 均在 ０９ ． ７以上 ，线性 较好 。仪器对 银 、铅 、 的灵 敏度最 铜
定 ；Ｓ ｅｈ ｒ等 在 进 样 毛 细 管 顶 端 刻 一 个 “ 形 槽 进 行 引 ｈｋ ａ Ｖ”
流＿ １ ，消除了因液 面抖动造成 的两极 间距离 的变化 ，获得 ＿ ｒ 更稳定的光谱响应。 本文设 计了一种带螺 纹的聚四氟乙烯锯 齿型 引流结构 的
能性ｌ ，随后 Ｋｌｐｅ＿ 和 Ｋｌ ｎｌ 也做 了部分研究 ，而电 １ ｊ ｕ ｆｌ］ ２ ｅ ｃ］ ｍｅ ３ 解液放 电的基本特性研究主要 由 Ｈｉ ｌ ｇ等在 ｌ ｃｉ ｋｎ ９世纪 ５ Ｏ年 代报道ｌ Ｊ 之后人们就一 直致 力于 有机和无 机溶 液 的放 电 ，
０ ０ ８ １． ８ｍｇ・ 之 间 。 ． ４ ～ ０ ８ Ｌ
液体 阴极放 电发射 光谱装 置具 有功 耗小 （ ５ｗ） ７ 、体 积
小 、无需真 系统 、成本低 ，因而具有 较好 的发展 前景 。其
基本原理是 ：在常温常压 下向邻 近的一 固体 电极 和一 液态 电
极施加 电压 ，当所施加的电 足够大 时，液态 电极和 固态 电 极之 问的空气就会被 击穿 ，产生放 电 。 在放 电过程 中，作为
２ 结果 与讨论
２ １ 参数优化 ． ２ １１ 等 离 子 体稳 定 性 ．．
Fe(phen)3 2+光度法测定辉光放电等离子体中产生的羟基自由基
ｂ （ ｈ ｎ ； ｐ ｃｒ ｐ ｏ ｏ ｔｙ ｙＦｅ ｐ ｅ ）＋ｓ ｅｔｏ ｈ ｔ ｍｅｒ
Ｆ Ｙａ Ｕ ｎ， Ｗ ＡＮ Ｇ — ｉｎ Ａｉ ａ ｇ， Ｍ Ａ ｎ — ｉ ｇ Ｌ ｎ Ｗ Ｕ ｉｎ ｌ ｘ Ｄｏ ｇ ｐｎ ， ＩＹａ ， Ｊａ —ｉ ｎ， ＧＵ０ ａ Ｘｉｏ， ＧＡ０ ｉ —ｈ ｎ Ｊｎ ｚ ａ ｇ
ｃ ｎ ｉ ｏ ｓ ｎｔｅｖ ｌ ｇ ｆ ６ Ｖ，ｔ ｅｅ ｃｒ ａ ｃｎ ｕ ｔ ｉ ｆ ｏｕ ｉｎｏ ． ０ ／ ｍ ，ｔ ｅ Ｈ ｆ 。 ０ ｏ ｄｔ ｎ ｏｔ ｅｏ ０ ｉ ｉ ｈ ａ ５ ｈ ｌ ｔ ｃ ｌ ｏ ｄ ｃｉ ｔ ｏ ｌｔ ｆ ５ ０ｍＳ ｃ ｅ ｉ ｖｙ ｓ ｏ ４ ｈ ｏ ２ ， ｐ ３ ｔｅｃ ｎ ｅ ｔａｉｎｏ ＯＨ ｔ６ ｉ ａ ｅｃ ． １ Ｏ ｍｏ／ ａｔ ｒ ｇ ｅｕ ． ｈ ｏ ｃｎｒｔ ｆ・ ｏ ａ ０ ｒ ｎｃｎｒａｈ １ Ｏ ×ｌ 一 ａ ｌＬ ｉ ｓ ｌ ｂ ｉ ｅｓｔｐ ｎ ｄ
中 图 分 类 号 ：Ｏ ６ ６ ９ ５ ． ４ ． ；Ｏ ６ ７ ３ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１ ０ — ８ （ ０ ７ ０ — ０ ９０ ０ １９ ８ ２ ０ ） ３０ ４ — ４ Ｘ
Ｄｅ ｅ ｍ ｉ ａ ｉ ｎ ｏ ｙ ｒ ｘ ｌｒ ｄ ｃ ｌｉ ｌ ｗ ｉｃ ａ ｇ ｌ ｓ ａ ｔ ｒ ｎ ｔ ｆｈ ｄ ｏ ｙ ａ ｉａ ｎ ｇ ｏ ｄ ｓ ｈ ｒ ｅ ｐ ａ ｍ ｏ
辉 光 放 电等 离 子 体 是 一 种 新 型 的 高 级 氧 化 技
术 ，由于辉 光放 电电解 在水 溶液 中进 行 ，产 生 了大
测 定辉 光放 电等 离 子 体 中产 生 的 ・ ＯＨ 的报 道 很 少。Ｓ ｎ ｕ ｔ［］ Ｃ 。 ・ ｅ ｇ ｐ ａ６用 ｅ 作 ＯＨ 捕 捉 剂 ， 成 的 生 Ｃ 与 过 量 的 Ｈ。 。反 应 ，剩 余 的 Ｈ。 ｅ Ｏ Ｏ。再 用 ＫＭｎ 定 来 测定 ・ Ｏ 滴 ＯＨ。该 方 法 操作 繁 琐 ，结 果 处 理麻 烦 ． 而分 光 光 度 法 是 一 种 较 为 简 便 可 行 的 “ 原位 ”测 定方 法［］ 笔 者探 讨 了Ｆ （ ｈ ｎ ￣ 度 ７． ｅｐ ｅ ） 光
辉光放电
谢谢观看
简单的辉光放电示意图辉光放电时，在放电管两极电场的作用下，电子和正离子分别向阳极、阴极运动，并 堆积在两极附近形成空间电荷区。因正离子的漂移速度远小于电子，故正离子空间电荷区的电荷密度比电子空间 电荷区大得多，使得整个极间电压几乎全部集中在阴极附近的狭窄区域内。这是辉光放电的显著特征，而且在正 常辉光放电时，两极间电压不随电流变化。
物理原理
辉光放电是种低气压放电(Low pressure discharge)现象,工作压力一般都低于10 mbar,其基本构造是在 封闭的容器内放置两个平行的电极板,利用产生的电子将中性原子或分子激发,而被激发的粒子由激发态降回基态 时会以光的形式释放出能量。
Hale Waihona Puke 放电阶段辉光放电有亚正常辉光和反常辉光两个过渡阶段，放电的整个通道由不同亮度的区间组成，即由阴极表面开 始，依次为：①阿斯通暗区；②阴极光层；③阴极暗区(克鲁克斯暗区)；④负辉光区；⑤法拉第暗区；⑥正柱区; ⑦阳极暗区;⑧阳极光层。其中以负辉光区、法拉第暗区和正柱区为主体。这些光区是空间电离过程及电荷分布所 造成的结果，与气体类别、气体压力、电极材料等因素有关，这些都可以从放电理论上作出解释。辉光放电时， 在两个电极附近聚集了较多的异号空间电荷，因而形成明显的电位降落，分别称为阴极压降和阳极压降。阴极压 降又是电极间电位降落的主要成分，在正常辉光放电时，两极间的电压不随电流变化，即具有稳压的特性。
1933年德国Von Engel首次报道了研究结果，利用冷却的裸电极在大气压氢气和空气中实现了辉光放电，但 它很容易过渡到电弧，并且必须在低气压下点燃，即离不开真空系统。1988年，Kanazawa等人报道了在大气压下 使用氦气获得了稳定的APGD的研究成果，并通过实验总结出了产生APGD要满足的三个条件：（1）激励源频率需 在1kHz以上；（2）需要双介质DBD；（3）必须使用氦气气体。此后，日本的Okazaki、法国的Massines和美国 的Roth研究小组分别采用DBD的方法，用不同频率的电源和介质，在一些气体和气体混合物中宣称实现了大气压 下“APGD”。1992年，Roth小组在5mm氦气间隙实现了APGD，并声称在几个毫米的空气间隙中也实现了APGD,主 要的实验条件为湿度低于15%、气体流速50l/min、频率为3kHz的电源并且和负载阻抗匹配。他们认为“离子捕获” 是实现APGD的关键。Roth等人用离子捕获原理解释APGD，即当所用工作电压频率高到半个周期内可在极板之间捕 获正离子，又不高到使电子也被捕获时，将在气体间隙中留下空间电荷，它们影响下半个周期放电，使所需放电 场强明显降低，有利于产生均匀的APGD。他们在实验室的一台气体放电等离子体实验装置中实现了Ar、He和空气 的“APGD”。1993年Okazaki小组利用金属丝（丝直径0.035mm，325目）电极为PET膜（介质）、频率为50Hz的 电源，在1.
辉光放电光谱分析技术的应用进展
辉光放电光谱分析技术的应用进展余兴【摘要】简单介绍了辉光放电光谱(GD-OES)的基本原理.对2000-2015年间辉光放电光谱在冶金行业、环境与有机物领域以及材料表面分析方面的应用进行了综述.钢铁材料与有色金属样品的成分分析为GD-OES的主要应用,有众多的研究报道;对于环境与有机物领域中的粉末与颗粒样品、液体样品以及气体与挥发性样品,GD-OES分别有相关分析应用尝试;同时,GD-OES作为一种重要的深度分析方法,在金属合金镀层、工艺处理层、纳米级薄层、有机涂层等材料表面分析方面都有具体的应用.对GD-OES的国内外标准进行了介绍.最后展望了辉光放电光谱的发展趋势.【期刊名称】《冶金分析》【年(卷),期】2016(036)002【总页数】15页(P7-21)【关键词】辉光放电光谱;应用;进展【作者】余兴【作者单位】钢铁研究总院,国家钢铁材料测试中心,北京100081【正文语种】中文辉光放电光谱(Glow discharge optical emission spectrometry，GD-OES)是一种基于惰性气体在低气压下的放电原理而发展起来的分析技术。
自1978年出现第一台商品化仪器以来[1]，在德国、法国和日本的金属生产和研究中心迅速普及开来。
因辉光放电光谱具有稳定性高、谱线锐、背景小、干扰少、能分层取样等优点[2-4]，已成为了一种用于各种材料成分分析(Bulk analysis)和深度分析(Depth profile analysis)的有效手段。
众多的相关报道表明，GD-OES以其优越的分析性能在冶金行业得到广泛应用，在材料表面分析领域显示出其在深度分析方面的技术优越性，而在环境、有机物领域的应用研究也在积极地开展和完善，发展前景广阔。
辉光放电光谱光源内维持一个低真空氩气环境(一般100～500 Pa)。
给样品施加负电压(一般500～1 500 V)，样品作为阴极。
在电场作用下，电离产生的氩离子(Ar+)在阴极与阳极间被加速。
羟基自由基检测方法的研究进展
羟基自由基检测方法的研究进展刘建伟 杨长河(南昌大学建筑工程学院,南昌330031)摘 要:羟基自由基氧化是高级氧化技术重要的机理之一,也是研究的难点之一。
本文归纳总结了测定羟基自由基的几种方法,并探讨了各种方法存在的问题,提出了新的检测方法所应具备的特点。
关键词:水处理 高级氧化技术 羟基自由基1 前言随着经济的快速发展,环境污染问题越来越严峻,传统水处理方法难以有效处理成分日益复杂的污水,水处理新技术的研究与应用成为环保领域的重要研究课题。
以臭氧氧化、光催化氧化、电化学氧化、超声技术、湿式氧化等为代表的高级氧化工艺(Advanced Oxi2dati on Pr ocess,AOP)处理污染物技术的形成,为我们提供了处理水体中污染物的新思路。
高级氧化工艺具有反应速度快、处理完全、无公害、适用范围广等优点。
这一概念由Glaze等[1]于1987年提出,被定义为能够产生羟基自由基(·OH)的氧化过程。
目前水处理中能产生·OH的高级氧化技术主要有臭氧氧化、Fent on均相催化氧化、湿式氧化、光催化氧化、电催化氧化、光电催化氧化、超声空化氧化[2]、高压脉冲放电等离子体技术[3,4]等。
随着对其反应机理研究的深入,逐渐认识到反应过程中·OH的行为的重要性。
·OH具有一个未成对电子,使其具有极强的氧化能力(2.80V),仅次于氟(2.87V),并能引发诱导产生链反应,主要通过电子转移、亲电加成、脱氢反应等途径无选择性地与各种有机化合物直接作用并最终将其降解为C O2、H2O等无害物质。
由此,准确的·OH的检测特别是在线检测已被认为是此项研究的重要方面,也是目前各种高级氧化反应机理研究的难点之一。
由于自由基是化学反应的中间体,大部分自由基寿命极短。
在水相反应体系中的·OH的寿命仅大约10-9s[5],直接对其进行检测受到仪器操作方面的限制很大,而且其存在依赖于特定的反应环境,因而关于自由基的行为方面,推测和间接证明的为多,直接测量的为少。
04 等离子体原子发射光谱
ICP光谱仪的发展
后全谱直读时代 全谱直读 单道+多通道 多通道 单道扫描 摄谱仪
全谱直读 开机即用
中阶梯光栅+固体检测器
凹面光栅+光电倍增管 直读，但不能同时测量背景，不是全谱 平面光栅+光电倍增管 直读，但不能同时测量背景，不是全谱
平面光栅+相板 （1970）
全谱，但不能直读
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3. AES特点 1）多元素检测(multi-element); 2）分析速度快: 多元素检测; 可直接进样; 固、液样品均可 3）选择性好：Nb与Ta；Zr与Ha，Rare-elements; 4）检出限低：10-0.1µg/g(µg/mL); ICP-AES可达ng/mL级; 5）准确度高：一般5-10%，ICP可达1%以下; 6） 所需试样量少； 7） ICP-AES性能优越：线性范围宽(linear range) 4～6数量 级，可测高、中、低不同含量试样；
研究范围
稀薄气体状态的 原子
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2.原子光谱的发展历史
物质燃烧会发光，火药是我国四大发明之一 焰火—— 物质原子的发年代
Kirchhoff G.R. Bunsen R.W. 《利用光谱观察的化学分析》 奠定原子发射光谱定性分析基础
利用分光镜研究盐和盐溶液在火焰中加热时所产生的特征光辐射，从而发现了Rb （铷）和Cs（铯）两元素
美国瓦里安技术中国有限公司(VARIAN)
技术参数 1.波长范围：175785nm波长连续覆 盖，完全无断点 2.RF发生器频率： 40.68MHz 3.信号稳定性： ≤1%RSD 4.杂散光： 〈2.0ppm As 5.完成EPA 22个元 素系列测定时间小于 5分钟
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辉光放电
低温等离子体什么是低温等离子体低温等离子体的产生方法低温等离子体的应用领域什么是低温等离子体？冰升温至0℃会变成水，如继续使温度升至100℃，那么水就会沸腾成为水蒸气。
随着温度的上升，物质的存在状态一般会呈现出固态→液态→气态三种物态的转化过程，我们把这三种基本形态称为物质的三态。
那么对于气态物质，温度升至几千度时，将会有什么新变化呢? 由于物质分子热运动加剧，相互间的碰撞就会使气体分子产生电离，这样物质就变成由自由运动并相互作用的正离子和电子组成的混合物（蜡烛的火焰就处于这种状态）。
我们把物质的这种存在状态称为物质的第四态，即等离子体(plasma)。
因为电离过程中正离子和电子总是成对出现，所以等离子体中正离子和电子的总数大致相等，总体来看为准电中性。
反过来，我们可以把等离子体定义为：正离子和电子的密度大致相等的电离气体。
从刚才提到的微弱的蜡烛火焰，我们可以看到等离子体的存在，而夜空中的满天星斗又都是高温的完全电离等离子体。
据印度天体物理学家沙哈(M·Saha，1893-1956)的计算，宇宙中的99.9%的物质处于等离子体状态。
而我们居住的地球倒是例外的温度较低的星球。
此外，对于自然界中的等离子体，我们还可以列举太阳、电离层、极光、雷电等。
在人工生成等离子体的方法中，气体放电法比加热的办法更加简便高效，诸如荧光灯、霓虹灯、电弧焊、电晕放电等等。
在自然和人工生成的各种主要类型的等离子体的密度和温度的数值，其密度为106（单位：个／m3）的稀薄星际等离子体到密度为1025的电弧放电等离子体，跨越近20个数量级。
其温度分布范围则从100K的低温到超高温核聚变等离子体的108-109K （1-10亿度）。
温度轴的单位eV(electron volt)是等离子体领域中常用的温度单位，1eV=11600K。
通常，等离子体中存在电子、正离子和中性粒子(包括不带电荷的粒子如原子或分子以及原子团)等三种粒子。
电感耦合等离子体原子发射光谱法测定太阳能级硅中硼
电感耦合等离子体原子发射光谱法测定太阳能级硅中硼孙东亚;何丽雯【期刊名称】《冶金分析》【年(卷),期】2014(034)010【摘要】研究了用电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-AES)测定太阳能级硅(SOG-Si)中硼的方法.试验发现,在110℃左右的温度下,用氢氟酸和硝酸的混合溶液作溶剂,试样在PFA烧杯中能较快溶解,且在溶样时添加0.3 mL甘露醇,可有效抑制硼的损失.在1000级洁净室中,用金属氧化物半导体(MOS)级试剂溶解电子级硅(EG-Si),可控制样品空白中硼元素含量小于1 μg/L,并能抑制部分基体效应.在仪器最佳工作状态下,选取B 182.641 nm作为分析谱线,方法的检出限为18.10 μg/L,回收率在92％～108％之间,相对标准偏差(RSD,n=11)不大于7.2％.样品中硼的测定结果与电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法及辉光放电质谱(GDMS)法进行了比对,结果吻合.【总页数】5页(P42-46)【作者】孙东亚;何丽雯【作者单位】厦门理工学院材料科学与工程学院,福建厦门361024;华侨大学材料科学与工程学院,福建厦门361021【正文语种】中文【中图分类】O657.31【相关文献】1.电感耦合等离子体原子发射光谱法\r测定硼钛复合材料中硼 [J], 段双;朱智;金小成;高鹏2.电感耦合等离子体原子发射光谱法测定高镁中包干式料中硼 [J], 郭圣洁; 任玲玲; 葛晶晶; 谭胜楠; 戚振南; 杨晓倩3.电感耦合等离子体原子发射光谱法测定镍硼合金中硼 [J], 安中庆; 方海燕; 范兴祥; 周娅; 赵德平; 刘英波4.固硼灰化-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定高纯人造石墨中硼 [J], 周智勇;肖刘萍;涂莉娟5.电感耦合等离子体原子发射光谱法同时测定硼铁、硼线中硼、磷、铝、硅 [J], 肖星;谭卉;赵小元因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
发射光谱研究多针对板正电晕放电形貌
发 射 光谱 研 究 多针对 板 正 电晕 放 电形 貌
宿鹏 浩，朱 益民 ，陈海丰
大连海事大学环境科学 与工程学院非热放电应用研究 室，辽宁 大连 １ ６ ２ １０６
摘
要
利用光学发射光谱 （ Ｓ 法检测 Ｎ ＯＥ ） ｚ发射光谱 ， 研究 了常压下多针对板正电晕放电 中辉光放电和击
穿流光放 电的高能电子分布 ， 并与相 同电极结构下负 电晕放电进行 了比较 。根据 Ｎ 。第二正态激发谱 峰 Ｉ Ｂ ｓ Ｐ
维普资讯
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光谱学与光谱分析
． Ｉ 芎 岛∞ Ｔ ｓ ∞ 蓦 Ｉ ，
第 ２ 卷 ８
带电粒子为高能电子 ；Ｉ Ｉ Ｂ ８ ４ Ｏ 比。 ｅ ２ ６ 与 ２ ｓ 积分值近似成正
０Ｅ ｓ法是等离子体诊断 的有力工具 ，可定量给出等离子 体 中的物种成分 、 子能态分 布 、 发温度 、粒 子相对 密度 粒 激
等多种重要参数 ， 文献主要报道 了线筒 式脉冲 电晕放 电、介 质阻挡放 电等电晕放电的特性 ，以及针对板 电晕放 电产生 的 活性物质分布［ 。 ４
对 针对 板 正 电晕 放 电进 行 研 究 ，确 定 了 电 场 及 空 间 电 荷 密 度
１ 实验装置
Ｏ Ｓ法 测 量 多针 对 板 正 电晕 放 电 的实 验 装置 同文 献 Ｅ Ｅ８ 相 同 ， １３ 如图 ｉ 所示 。 高压针电极用正直流高压 电源供 电， Ｕ和对应 的 Ｊ 值如表 １所示 ， 电在 ２ 放 ５℃ 、 相对湿度 为 ５ ５ 的常压空气 中进行 。
甲烷在直流放电等离子体中形成自由基研究
第２ ５卷第 １ 期
西安石油大学学报 （ 自然科学版 ） Ｊｕｎｌ ｆ ｉ ｎＳ ｉ ｕＵ ｉ ｒｉ （ ａｕａ Ｓ ｉ ｃ ｄ ｉ ） ｏｒａ ｏ ｈ ｏ ｎ ｅｓｙ Ｎ ｔｒｌ ｃ ｎｅＥ ｉｏ Ｘ ａ ｙ ｖ ｔ ｅ ｔｎ
Ｊｎ ０ ０ ａ ．２ １
摘 要 ： 用发 射 光谱 分析 法对 直 流 辉 光放 电等 离子 体 裂 解 甲烷 所 产 生 的 自由基 Ｈ・ ６６ ３ｎ ， 采 （５ ． ｍ） Ｃ ３（２ ． ｍ） Ｃ （４ ． ｍ） ｃ （３ ．２ｎ 的发射 光谱 强度 进行 了在 线测 量和分析 描 Ｈ ・７４ ６ｎ ，Ｈ ・３ １９ｎ 及 Ｈ・４ １４ ｍ） 述 ． 果表 明 ： 甲烷 等 离子体 空 间存 在激 发 态的 甲基 、 甲基 、 甲基 、 自由基 ， 自由基 的形成 结 在 亚 次 氢 各 规 律 具有相 似性 ， 即其 光谱 强度 都有 一 个开始 时 大幅上 升 ， 到峰 值 后 下 降或 稳 定 ， 达 最后 伴 有 强度
件 及其 影 响因素 来决定 ．
之 一 ， 分解 条件 苛 刻 ， 化 难 度 大 ． 离 子体 活化 其 转 等 是 一种 有效 的分 子 活 化手 段 ， 即使 化 学 稳定 性强 的 物 质处 于等 离子 体 状 态下 ， 会 具 有 极 强 的 化学 活 也 性 进行 较完 全 的化学 反应 ． 因此 ， 年来低 温等 离 子 近
Ｖｏ ． １２５ Ｎｏ． １
文章 编 号 ：６ ３０ ４ ２ １ ） １ ０ ８０ １ ７ － Ｘ（ ０ ０ ０ － ６ －３ ６ ０
甲烷 在 直 流 放 电等 离 子体 中形成 自由基研 究
高爱华 苏 斌 井 波 肖 健 陆治国 ， ， ， ，
辉光放电
模型中的反应
结果与讨论
电势和电场分布
由流体模 型计算得 到
平均电子能
由Monte Carlo 模拟计算得到
电子碰撞速率
由Monte Carlo 模拟 计算得到
等离子体物质数密度
由Monte Monte Carlo 模拟 和流体模 型共同得 到
He+ (a), He2+ (b), N2+ (c), 和N4+ (d)离子的二维数密度图
流体模型
适用于高压下高密度和有大量碰撞的各种等离子 体物质 能用电场能来弥补由碰撞引起的能量损失，得到 准确的表征结果 模型中用的方程：
∂ni + ∇ ⋅ Ji = Si ∂t J i = ± µ in iE − D i∇ n i ∇ ⋅(Eε ) = ρ
连续方程 传质方程 泊松方程
产率， 产率，损失率 扩散， 扩散，混合 均匀的电场分布
总结
用流体模型和Monte Carlo模拟，对两种常用 用流体模型和Monte Carlo模拟，对两种常用 的APGDs设计进行研究，可以得到等离子 APGDs设计进行研究，可以得到等离子 体的电势和电场分布，等离子体的密度和 平均电子能等结果，另外，讨论了APGDs 平均电子能等结果，另外，讨论了APGDs 与减压辉光放电的差别 该方法可用于所有的APGDs模式 该方法可用于所有的APGDs模式
APGDs等离子体的性能表征 APGDs等离子体的性能表征
全面了解APGDs等离子体的性能对于 全面了解APGDs等离子体的性能对于 APGDs的应用具有重要的意义 APGDs的应用具有重要的意义 常用方法：电化学表征，光发射光谱， Langmuir探针，激光解吸和切割技术等 Langmuir探针，激光解吸和切割技术等 计算机建模：使用了流体模型和 计算机建模：使用了流体模型和离子模拟 Monte Carlo技术，可用于等离子体的内部测 Carlo技术，可用于等离子体的内部测 量和其中各类物质密度的测量，可得到较 全面的信息
辉光放电等离子体处理印染废水的实验研究
（ ｎｓｙｏ ｄ ｃｔ ｎＫ ｙＬ ｂ ｒｔｒ ｏ ｉ ｅｌ ｙａ ｄＥ ｖ ｏｍｅｔｌ ｅｌｇ ， Ｍｉｉ ｒ ｆ ｕａｉ ｅ ａ ｏａｏｙ ｆ ｏ ｏ ｇ ｎ ｎ ｉ ｎ ｎａ Ｇ ｏｏｙ ｔ Ｅ ｏ Ｂ ｇ ｏ ｒ
渐 增加 ， 光 强 度 增 强 ， Ｅ（ 于 ５ ０Ｖ） 为 完 全 辉 Ｄ 大 ５ 段 辉 光放 电区 。
３０ ０ ２０ ５
墨棒 ， 是 石 墨 薄 片 ， 阳极 接 直 流 电源 ， 过 这 种 而 阴 通 改进 可 以提高 装置 的处 理量 。将 印染 废水 倒人 反 应 器 中（ 水 的性 质见 表 １ ， 应液 总 体 积 为 ４０ 废 ）反 ０ ｍＬ 电压 控 制 ５ ０Ｖ， 流 变 化 范 围 为 ４ Ａ ～６ ， ５ 电 ０ｍ Ｏ ｍＡ， 度 为 （０±１ ℃ ， 温 ２ ） 为保 持 反 应 的稳 定 性 ， 溶 对 液 进行 缓慢 持 续地搅 拌 。
２０ ０ １０ ５ １０ ０ ５ ０ ０
—
１０ ０ ０ ０
１０ ２ ０ ３０ ４ ０ ５０ ６０ ７０ ８０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０
电压 （ Ｖ）
图 ２ 电 压 电 流 曲线
（ １一温度计 ， ２一铂丝阳极 ， ３一搅拌 器 ， ４一石 墨阴极 ）
图 １ 辉 光 放 电 试 验 反 应 器 表 ｌ 印 染 废 水 的 性 质
Ｃ ｉａＵ ｉ ｒｉ ｆ ｅ ｓｉｎ ｅ ， ｈ ｎ４ ０ ７ ，Ｃ ｉａ ｈｎ ｎｖ ｓ ｙｏ ｏｃｅｃ ｓ Ｗｕ ａ ３ ０ ４ ｈｎ ） ｅ ｔ Ｇ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｕｓｎ ｌｗ ｉｃ ａ ｇ ｌ ｓ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｔ ｅ ｒ ｄ ｒｎ ｉ ｇ ａ ｄ ｄ ｅｎ ｓｅ ｔ ｒｗａ ｔ ｄ ｅ ｙ ｍｅ ｓ ｒ ｇ ｔ ｅ ｓｒ ｃ ： ｉ ｇ ｇｏ ｄ ｓ ｈ ｒ ｅ ｐ ａ ｍａ ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｏ ｄ ｇ ａ ｅ ｐ ｔｎ ｎ ｙ ｉ ｇ ｗａ ｔｗａ ｅ ｓ ｓ ｉｄ ｂ ａ ｕ ｎ ｈ ｉ ｕ ｉ
【国家自然科学基金】_辉光等离子体_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140803
2011年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52
推荐指数 5 3 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2010年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
53 54 55 56 57 58 59 6电 z箍缩 x光诊断技术 langmuir双探针 ht-7托卡马克 [ru(bpy)3]2+ "阳"加速器
1 1 1 1 1 1 1 1 1
53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65
2009年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52
辉光放电发射光谱法测定电工钢中8种元素
砂纸 精磨处 理 ， 然后 用无 水 乙醇 清洗表 面 ， 干后 吹
待用 （ 标准样 品表 面处理 与 实验 样 品处 理相 同 ） 。
在优化 激发 参数 下 ， 择 恒定 电压／ 选 电流 模 式 ， 用
标准样 品建立 校准 曲线 后 测 定 分析 样 品 ， 析 分
验选择 激发 电压为 １２ ０Ｖ， ０ 电流为５ Ａ。 ０ｍ ２ ２ 预 燃 时间和积分 时 间的选择 ． 设 置 激 发 电 压 为 １ ０ Ｖ， 发 电 流 为 ２ ０ 激
在 优化激 发条件 下选择 Ｇ Ｗ １ ８ Ｂ ０ ３ ５等 １ ０块
光谱标 准物质 ， 元素含量 范 围见 表 ２ 以基 体铁 元 ，
与认 定值 和其他 方法测 定值 一致 ， 测量元 素 结果 Ｒ Ｄ值 小 于 ２ 。 Ｓ ％
关键 词 ： 光放 电发射 光谱 法 ； 辉 电工钢 ； 多元 素 ； 测定
中图分类 号 ：０ ５ ６７
文 献标 识码 ： Ａ
文章 编 号 ：１０ ４ １ （０ １ ０ 一 ０ ９— ３ ０ ６— ６ ３ ２ １ ） ｌ ０ ３ ０
时， 得到 元 素 的强 度 信 噪 比。结 果 表 明 ， 度 在 强
１ 以后达 到稳定 ， ０Ｓ 故选 择积分 时 间为 １ 。 ０Ｓ
２ ３ 校 准 曲线 ．
范 围内变化 ， 其它参 数保持 不变 ， 当激发 电流约 为 ５ ０ｍＡ时 ， 多数元 素 的强 度有最 大信 噪 比， 因此 实
Ｃ Ｓ、 ｎ Ｐ Ｓ Ｃ 、 ｉＣ 、ｉＭ 、 、 、 ｒ Ｎ 、 ｕ测 定 结 果 的短 期 精 密
度， 结果 见表 ４ 。对 １ 光谱标 准样 品 Ｇ Ｗ０３６ 块 Ｂ １８
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１ 实验部分
１ ． １ 仪器与试 剂
Ｆｉ ｇ ． １ Ｓ ｃ ｈ ｅ ｍａ ｔ ｉ ｃ ｄ ｉ ａ ｇ ｒ ａ ｍ ｏ ｆ ｅ ｍｉ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｓ ｃ ｏ ｐ ｙ ｄ ｉ ａ ｇ ｎ ｏ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｆ ｏ ｒｔ ｈ ｅＬ ＤＧＤ ｐ ｌ ａ ｓ ｍａ
数字显示型直流 电源（ ０ ～１ ０ ０ ０ Ｖ， Ｏ ～Ｏ ． ５ Ａ， 北京大华
收稿 日期 ： ２ ０ １ ２ — ０ ８ — ２ ４ ， 修订 日期： ２ ０ １ ２ — １ ２ — ０ ５
基金项 目： 国家 自然科学基金项 目（ ５ １ ０ ０ ８ ２ ６ ２ ， １ １ ０ ０ ５ ０ １ ４ ） ， 中央高校基本科研业务费专项资金项 目（ ２ ０ １ １ Ｊ Ｃ ０ １ ６ ） 和中国科学院城市环境 与健 康重点实验室开放基金项 目（ Ｋ Ｉ Ｊ Ｕ Ｅ Ｈ ２ Ｏ １ １ Ｏ ４ ） 资助 作者简介 ： 刘 永军 ， １ ９ ７ ８ 年生 ， 大连海事大学环境科学与工程学院副教授
液 相 隔膜辉 光 放 电等离 子体 自由基 发射 光谱研 究
刘永军Ｈ ，孙 冰卜 ，王 蕾
１ １ ６ ０ ２ ６
１ ．大连海事大学环境科学与工程学 院，辽宁 大连
２ ． 厦 门理工学院水资源环境研究所 ， 福建 厦 门 ３ ６ １ ０ ２ ４
摘
要
为了更好 了解液相隔膜辉光放电等离子体引发 的化学反应机理 ， 运用发射光 谱法研究 了稀硫酸溶
第３ ３ 卷， 第３ 期 ２ ０ １ ３年 ３月
光 谱
Ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｓ ｃ ｏ ｐ ｙ ａ ｎ ｄ Ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｒ ａ ｌ Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ
学
３ ３ ， Ｎ ｏ ． ３ ， ｐ ｐ ７ ９ ０ — ７ ９ ３ Ｍａ ｒ ｃ ｈ，２ ０ １ ３
口 ＳⅡ ； Ｅ罩 Ｕ
７ ９ １
∞ ｌ ０
∞ ５
∞ ４
器， 将 电源 电压 调到预定值 ， 放 电开始 。为了反应 的均匀性 ， 对溶液进行持续地搅拌 。 放 电开始后 ，用 Ｐ ＭＡ － Ｉ Ｉ型光谱分 析仪 检测发 射光谱 ， 每 次测 量 ２ Ｏ 次， 取光谱强度平均值 。 用数字示波器测量 电流 电压信号 ：通过 １： １ ０ ０ ０ 高 压探头测量 电压 ，测量放电 回路
＊通 讯 联 系 人
ｅ － ｍａ ｉ ｌ ： ｌ ｙ ｉ ｇ ｌ ｏ ｗ ＠ ｝ ｓ ｏ ｈ ｕ ． ｔ ｏ ｍ
ｅ － ｍａ ｉ ｌ ： ｌ ｙ ｊ ｇ ｌ ｏ ｗ＠ ｓ ｏ ｈ ｕ ． ｃ ｏ ｎ； ｒ ｓ ｕ ｎ ｂ ８ ８ ＠ｄ ｌ ｍｕ ． ｅ ｄ ｕ ． Ｅ ｌ ｌ
第３ 期
光谱 学与光谱分析
管 内径 １ ２ Ｉ Ｔ Ｉ １ Ｔ Ｉ ， 壁厚 ０ ． ８ ｍ ｍ，管壁上有一个直径约 ０ ． ６ Ｉ Ｄ Ａ ｎ 的小孔 。 反应器 内径 ６ ０ ｍ ，材质为石英玻 璃 ，整个 反应器
气泡 ， 若 电压继续 升高 ，气泡 被击 穿 ， 形成 Ｌ Ｄ ＧＤ。研究表 明， 其产 生机理与接触辉光放电电解相似ｒ １ ’ ｚ ３ 。 由于 Ｌ Ｄ Ｇ Ｄ能在水 中产生各种化学活性粒子 ， 其应用研 究多有报道 ， 如过氧化氢合成［ ２ ］ ， 有机污染物降解ｆ ２ ］ ， 微 量金属元素 检测［ ５ ］ 和纤 维表 面处 理［ ６ ３ 等 。其 中羟 基 自由基
子温度与平 均电子密度分别为 １ ． ３ ×１ Ｏ Ｋ与 ７ ． ８ ×１ ０ ”ｃ ｍ 一。 关键词 液 相隔膜辉光放 电； 发射光谱 ；自由基 文献标识码 ： Ａ Ｄ ＯＩ ：１ ０ ． ３ ９ ６ ４ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｒ ￣１ ０ ０ ０ — ０ ５ ９ ３ （ ２ ０ １ ３ ｝ ０ ３ — ０ ７ ９ ０ — ０ ４
（ ０ Ｈ） 和氢原子 （ Ｈ） 被认 为是 Ｕ） Ｇ Ｄ引发液 相化学反应 的活
外被冷却水夹套包 裹 以使放 电时反 应器 内溶 液温度 控制在 （ ２ ９ ８ 土２ ） Ｋ。 将１ ０ ０ ｍＬ ０ ． ０ ４ ｏｏ ｔ ｌ ・ Ｌ １硫 酸 溶 液 倒 人反 应
性物种 ，但这些结论基本属于间接性 的实验推测 ， 而对 自由 基 的直接观测和等离子体的基本物理 参数研究较少［ ７ ３ 。为更 深入 了解 Ｌ ＤＧＤ引发的化学反应机理 ，利用发射光谱法研究 了Ｌ Ｄ ＧＤ产生的 自由基特征 ，并计算 了其 电子温度与 电子密
中图分类号 ： ０ ４ ３ ２ ． １ ；Ｏ ６ ４ １ ． ２
无线 电仪器厂） ； Ｐ ＭＡ ＿ ｌ ｌ 型多通道 光谱分析仪 （ Ｈａ ｍａ ｍ ａ ｔ ｓ ｕ
引 言
液相 隔膜 辉 光 放 电 （ １ ｉ ｑ ｕ ｉ ｄ － ｐ ｈ ａ ｓ ｅ ｄ ｉ ａ ｐ ｈ ｒ ａ ｇ ｍ ｇ ｌ ｏ ｗ ｄ ｉ ｓ － ｃ ｈ ａ ｒ ｇ ｅ ，Ｌ Ｄ Ｇ Ｄ） 是一种新型 的直 流辉光放 电等离子体 。在普 通 电解过程中向阳极 与 阴极 之间插人带 小孔 的绝缘介 质时 ，
由于小孔处电流密度很 高 ， 液态水在焦耳热作用下气化产生
Ｐ ｈ ｏ ｔ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ Ｃ ｏ ． ，Ｌ ｔ ｄ ） ；数 字示 波 器 （ Ｔ ｅ ｋ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｘ僦
０ ２ ４ Ｂ） ；
磁力搅拌器 ； 分析纯硫酸 ； 二次去离子水 。
１ ． ２ 装 置及分析方法
实验装置 由反应器 ， 电源 和检测系统组成 ， 如图 １ 所示 。 阳极与阴极均为石墨棒 ， 其中阳极插在石英 玻璃管 中。石英
液隔膜 辉光放 电等离子体产生的 自由 基， 估算了电子温度与电子密度 。 结果表 明： 当电压超过 ７ ０ ０ Ｖ时 ， 观 察到了羟基 自由基 和氢原子 的发射光谱 ； 当 电压超过 ７ ５ ０ Ｖ时 ， 除了羟基 自由基和氢原子外 ， 还观察到了氧 原子的发射 光谱 ； 这些 自由基 的发射强度随 电压升高 而升高 ； 稀硫酸溶 液隔膜辉光放 电等离子 体的平均 电