微型辉光放电等离子体用于质谱成像分析的初步研究

本实验利用实验室自主研发的微型辉光放电等离子体(MFGDP)作为离子源解吸样品,使之离子化得到样品的特征质谱图经特定软件的转化即可得到对应的图像,图像表明,MFGDP用于质谱成像具有可行性。本方法具有装置简单、操作简易、等离子体羽低温、分析时间短(<20 min)等优点,可同时定位样品中不同物质的空间分布。本研究探讨了影响质谱成像图清晰度的因素,优化了实验条件,在最优条件下,本方法的空间分辨率约300μm对加有尿素的不同字迹进行初步质谱分析,并对冬枣切片中硬脂酸和槲皮素衍生物的空间分布做了影像探索。此技术可以根据化学物质的"指纹图谱"区分不同的字迹,也能够很好地获取样品中不同营养物质的分布状况,因此,为字画研究、艺术品鉴定、营养物质分布图的获取提供了一种新的方法。

辉光放电等离子体降解啤酒中T-2毒素

目的:探讨辉光放电等离子体(GDP)降解啤酒中T-2毒素的最佳工艺及对啤酒理化指标的影响。方法:通过Box-Behnken方法进行四因素三水平的响应面优化试验,确定啤酒中T-2毒素的最佳降解条件。结果:当放电电压为570 V,作用时间为18 min,放电电流为99 mA,T-2毒素初始质量浓度为8.5μg/mL时,T-2毒素降解效率最高(89.21%);经GDP处理后,啤酒泡持性显著降低(P<0.05),其他指标无明显变化。结论:通过响应面优化模型获得的GDP最佳降解条件可以用于啤酒中T-2毒素的降解;GDP处理能够影响啤酒泡持性,但对其他指标无明显影响。

接触辉光放电等离子体对互隔交链孢的灭活机理及其动力学

互隔交链孢(Alternaria alternata)是一种引起梨、枸杞等黑霉病最主要的病原菌。本文研究了接触辉光放电等离子体(CGDP)对互隔交链孢的杀菌作用与机理。首先通过考察不同时间、电解质和电压条件对杀菌效率的影响,确定了最佳的杀菌工艺与条件。其次通过评估CGDP对互隔交链孢细胞膜完整性和孢子内核酸和蛋白质的渗漏量等的影响,研究了CGDP对互隔交链孢的杀菌机理,并构建了灭活动力学模型。结果表明,CGDP对互隔交链孢的杀菌效果显著。杀菌率随着电压的升高和处理时间的延长而增大;孢子内核酸和蛋白质的渗漏量随着处理时间的延长逐渐升高。碘化丙啶、二乙酸荧光素染色和扫描电镜结果表明,CGDP对互隔交链孢的杀菌作用是通过CGDP破坏其形状和细胞膜完整性实现的。孢子失活动力学符合Dose-response模型。研究结果为CGDP对互隔交链孢的杀菌机理提供了重要的理论基础。

机器学习驱动的辉光放电等离子体降解碱性紫16性能研究

为了量化研究辉光放电等离子体(GDEP)降解碱性紫16(BV16)的效率影响因素以进一步提升其降解性能,共收集462条降解实验数据建立数据集,训练并评价了9种回归模型.结果表明,基于梯度提升树(GBDT)的集成学习模型预测性能优异,且以类别型特征提升(CatBoost)算法训练的模型性能最佳(R^(2)=0.988,MAE=2.050%).此外,沙普利加和解释方法(SHAP)对最佳模型的参数影响程度定量解析结果显示,反应时间(43.74%)、初始污染物浓度(23.00%)、氯化钾浓度(15.65%)和平均电流(12.63%)是影响BV16降解效率的关键因素.同时,基于部分依赖图(PDP)提出了参数交互影响优化方案.所建立的CatBoost-SHAP-PDP模型不仅能实现GDEP对BV16降解效果的模拟预测,而且是优化GDEP降解过程变量的有效方法,为GDEP降解染料废水复杂体系领域的建模与应用提供科学依据和技术支持.

平板型与同轴型等离子体发生器射频大气压辉光放电特性分析

为了深入理解不同的等离子体发生器几何结构对其放电特性的影响规律,采用一维流体模型对平板型和同轴型两种不同结构等离子体发生器的放电特性进行了数值模拟研究,并对放电图像采用可见光图像处理技术进行了分析。数值模拟结果表明,平板型等离子体发生器所产生的等离子体主要参数(如电子温度和活性粒子浓度等)关于两电极中间平面对称,而同轴型等离子体发生器所产生的等离子体主要参数则呈现出非对称的分布规律,这与放电图像灰度值的空间分布规律定性一致。通过对等离子体中化学反应动力学过程的分析可知,不同结构发生器所对应的等离子体主要参数的空间分布规律依赖于不同电极结构所导致的放电区电场强度的空间分布。

辉光放电等离子体处理阳离子染料结晶紫废水

用辉光放电等离子体技术对结晶紫进行了降解脱色处理,考察了多种因素对结晶紫降解效果的影响。实验发现,提高电解质浓度和增加电压均可提高结晶紫的脱色效果,考虑到电极损耗,辉光放电最佳条件为:电解质浓度为2 g/L Na2SO4,电压为600 V。当改变溶液的初始pH值时,结晶紫的脱色率随溶液的初始pH值升高而增加,加入一定量H2O2能明显地提高结晶紫的脱色效率;若加入0.4 mmol/L Fe2+,5 min时结晶紫的脱色率由原来的13.64%增加到91.36%。结果表明,辉光放电产生的.OH对结晶紫的降解起重要作用。最佳条件下,40 min内的脱色率达到93%,降解率为74%。

等离子体表面处理与大气压下的辉光放电

与传统的方法相比,等离子体处理的高效、无毒、节能特性使得它在表面处理和灭菌消毒方面有着很好的应用前景,在上述工业领域,“经典”的大气压放电诸如电晕放电、介质阻挡放电以及电弧放电都不适用。然而,尽管低气压下的辉光放电已得到了很好的发展,大气压下辉光放电的实现还存在一些困难。目前,对大气压下辉光放电物理过程的探索集中在其物理机制、图像捕获以及大气压下空气中辉光放电的实现方面。

辉光放电电解等离子体引发纤维素基水凝胶的制备及其多重响应行为

采用辉光放电电解等离子体(GDEP)制备以生物质为基材的水凝胶材料鲜见报道。为获得环保的水凝胶材料,利用GDEP引发制备出了以纤维素为基材的水凝胶材料。采用扫描电镜(SEM)和红外光谱(FT-IR)对制备的水凝胶的微观形态和结构进行了表征,同时也考察了放电电压对水凝胶的溶胀、p H、盐多重响应行为的影响。结果表明:在放电电压570 V下制备的水凝胶的溶胀率最大为898 g/g;水凝胶在低或高p H缓冲溶液中网络结构收缩,溶胀率低;相对于Na+缓冲溶液,水凝胶对Ca2+和Fe3+缓冲溶液更为敏感,表现为体积收缩,溶胀率低。制备的纤维素水凝胶在不同p H缓冲溶液中具有可逆的开关响应行为,可逆循环利用3次以上。

辉光放电等离子体用于聚丙烯薄膜表面处理

为研究用辉光放电等离子体处理后材料表面成分和分子结构的变化,用辉光等离子体处理聚丙烯(PP)薄膜,利用红外光谱和扫描电镜检测了材料表面微观结构的变化,并用国标规定的装置检测了它的击穿场强。实验证明,处理后的PP膜表面粗糙度增加,且引入了极性基团,微观结构产生了变化,但薄膜击穿强度没有发生明显变化。这为已经进行过很多的、关于等离子体表面处理对材料击穿场强的影响的研究提供了充足的实验证明,另也从微观角度为等离子体表面处理提供了较深入的理论支持。

辉光放电等离子体对苹果汁中棒曲霉素降解作用及对苹果汁品质的影响

为了寻求一种能最大限度保持苹果汁品质又能有效降解其中棒曲霉素（Pat）的技术方法,本文采用辉光放电等离子体技术,研究了其对苹果汁中棒曲霉素的降解效果及对果汁品质的影响。结果表明,当直流电压为550 V,电流范围为145~155 m A时,辉光放电等离子体可在5 min内有效降解苹果汁中的棒曲霉素,降解效果显著（p〈0.05）,降解率达到96.63%。在0~30 min处理时间范围内,苹果汁中的可溶性固形物无变化,苹果汁的色值和透光率提高。10 min内苹果汁总酸度变化不大,p H稍微降低,粘度、电导率、A660和A420无显著变化。综合分析,10 min的处理时间已完全使苹果汁中的棒曲霉素降低到一个很低的水平,又不会对苹果汁的主要理化指标造成影响。

接触辉光放电等离子体降解水体中的对氯硝基苯

接触辉光放电电解是一种新型的产生等离子体的电化学方法 .实验表明 ,利用该方法可将水体中的对氯硝基苯全部氧化为二氧化碳 .电压、浓度、催化剂对降解率有显著影响 ,pH值对降解无明显影响 .利用高效液相色谱检测了中间产物 。

辉光放电等离子体对气压变化的响应特性

当代气体动力学研究经常需要测量超高频流动现象，而目前使用的测量技术手段频响存在瓶颈。基于辉光放电等离子体原理测量气压的方法，频响由驱动电源载波频率决定，有望突破此瓶颈，进而捕捉更细致精确的非定常流动信息。在进行高频、超高频交流驱动实验之前，首先需要研究稳态气压对辉光放电等离子体的影响，即在直流驱动不同电极间隙条件下辉光放电具有的不同放电模式，以及该放电模式下辉光放电的维持电压对较宽范围不同稳态气压（0.5～1.0atm）的响应规律。实验结果表明：间隙50μm电流控制在3～4.5mA范围，探针工作在反常辉光放电模式，电压随着气压增大而单调变小；间隙250μm电流控制在2～3.5mA范围，探针工作在亚正常辉光放电模式，电压随着气压增大而单调增大；间隙190μm时探针电压几乎不随气压变化。

接触辉光放电等离子体引发合成淀粉接枝丙烯酸超强吸水树脂

采用接触辉光放电等离子体代替常规化学引发剂引发聚合反应成功地合成了淀粉接枝丙烯酸超强吸水树脂,用傅立叶变换红外光谱(FTIR)、热重分析(TGA)和扫描电子显微镜(SEM)测试技术对该吸水性树脂进行了结构表征和性能测试。采用正交设计方法研究了影响接枝反应的5个因素,考察了放电时间和放电功率对接触辉光放电强度的影响。结果表明,控制放电功率为12.8 W,放电时间为12 m in,在单体和淀粉质量比为2∶1,交联剂占淀粉和单体总量的质量分数为0.6%,后聚合温度70℃,后聚合时间3 h以及中和度为85%时,所合成的吸水树脂接枝率为47%,对蒸馏水的吸液率为765 g/g,对0.9%氯化钠溶液的吸液率为81 g/g。

射频辉光放电等离子体的电探针诊断

本文简要叙述了探针诊断技术的作用，比较了单、双探针测量技术的异同，分析了当前所碰到的主要问题和各种可能的解决办法，着重报导了我们提出和制作的加热调谐单探针装置，不仅抑制了射频干扰，还克服了中毒效应对探针测量的影响。首次成功地测量了射频辉光放电硅烷等离子体的电子能量分布函数、电子平均能量和密度。并对测量结果进行了简要的分析。

辉光放电电解等离子体引发合成丙烯酰胺-丙烯酸共聚物水凝胶及其对阳离子染料的吸附性能

以丙烯酰胺(AM)和丙烯酸(AA)为单体、N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,在水溶液中利用辉光放电电解等离子体(GDEP)引发,一步制得丙烯酰胺-丙烯酸共聚物(P(AM-co-AA))水凝胶。用红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)和热重分析(TGA)对P(AM-co-AA)水凝胶的结构、形貌和稳定性进行了表征。考察了放电电压、放电时间、MBA质量含量、AM质量分数以及中和度对P(AM-co-AA)水凝胶吸附孔雀石绿(MG)的影响,同时探讨了引发机理。结果表明,水凝胶对MG的最大吸附量为864mg/g。

大气压辉光放电等离子体对不同细菌杀灭效果的研究

目的研究直接曝光式大气压辉光放电等离子体消毒机杀菌效果。方法采用载体定量杀菌试验方法在实验室进行了观察。结果直接曝光式大气压辉光放电等离子体消毒机对染菌载体(玻璃片)上的金黄色葡萄球菌和大肠杆菌作用45 s,平均杀灭率达99.99%,作用60 s杀灭率可达100%。用该等离子体消毒机对染菌载体上白色念珠菌作用120 s杀灭率为99.98%,作用180 s,杀灭率为100%;对枯草杆菌黑色变种芽孢作用90 s,杀灭率达到99.99%,作用120 s可使杀灭率达到100%。结论直接曝光式大气压辉光放电等离子体消毒机对玻璃片上细菌繁殖体、真菌和细菌芽孢都具有快速杀灭作用,4种试验菌中以白色念珠菌对该类等离子体抗力最强。

基于直流辉光放电等离子体的气体压力传感器

研究了一种基于直流辉光放电等离子体原理的气体压力测量方法,设计了一种等离子体压力传感器,并对该传感器的放电维持电压与气压之间的关系进行了稳态及动态标定实验。稳态标定实验结果表明,50μm间隙适用于气压量程0.4~2.0atm(1atm=101325Pa),220μm适用于气压量程0.5~5.0atm,此时电流选取在3.0~5.0mA之间。动态标定实验在激波管实验台上进行,结果表明等离子体压力传感器和参考Endevco压阻式传感器的上升时间基本一致,均为1μs;且通过计算动态传递函数可得,该等离子体压力传感器及其电源、电子电路系统的固有频率为146.6kHz,未来可以为航空发动机、冲压发动机严苛高温环境及超高速流动中的高频压力脉动信息的获取提供支撑。

直流辉光放电等离子体激发光源自动调节控制系统

直流辉光放电过程中需要控制的三个重要工作参数为放电电流、放电电压和放电室内氩气气压。该文介绍了一种应用于直流辉光放电等离子体激发光源的自动调节控制系统,该控制系统在放电电流恒定的情况下调节放电室内氩气气压,实现了对放电电压的信号采集和自动控制。文章阐述了该控制系统的设计思路、电路原理及控制方案。该自动调节控制系统改善了以往用手动调节时精度低且操作复杂的情况,提高了放电电压的控制精度,缩短了放电电压的稳定时间。文中给出了自动控制方式下激发源放电电压的稳定性测试结果,控制精度由手动调节时的4%FS改善为小于1%FS,放电电压稳定时间由手动时的大于90s缩短到30s以内。采用该控制系统对中低合金钢和锡青铜标准样品进行了样品精密度实验。元素含量分析精密度比手动调节方式显著提高,各元素含量测试结果的相对标准偏差(RSD)均优于3.5%。中低合金钢标准样品中Ti,Co,Mn元素含量测试结果的RSD范围由手动时的3.0%～4.3%减小到1.7%～2.4%,S和Mo元素RSD范围由5.2%～5.9%减小到3.3%～3.5%。锡青铜标准样品中Sn,Zn,Al元素RSD范围由2.6%～4.4%减小到1.0%～2.4%,Si,Ni,Fe元素的RSD范围由6.6%～13.9%降低到2.6%～3.5%,并给出了实测数据。

纳秒脉冲空气辉光放电等离子体及应用

采用基于半导体断路开关的纳秒脉冲高压电源,在两个金属电极之间产生放电区间为1 600mm×100 mm×25 mm的常压辉光空气等离子体。等离子体发生器采用负高压针电极阵列与平板阳极结构,针电极的直径为1 mm,长度为20 mm,针电极之间的间隔为20 mm,针电极与平板零电位之间的距离为25mm,在每个负高压针电极末端周围同时形成圆锥形辉光放电,在平板地电极则形成大面积辉光放电。采用电压探针测量了该新型等离子体的放电特性,结果表明:放电脉冲的上升时间为26 ns,最高脉冲输出峰值电压为27 kV;利用该辉光等离子体对幅宽为1 000 mm聚四氟乙烯薄膜进行了表面改性处理,处理后其表面接触角由原来的124°降到69°,亲水性能大为提高。

辉光放电等离子体引发制备丙烯酸酯类高吸油树脂及其性能研究

用辉光放电等离子体引发悬浮聚合法制备了丙烯酸酯类高吸油树脂,用衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)、热重分析(TGA)和扫描电镜(SEM)对产品的结构、热稳定性和表面形貌进行了表征,对放电参数、交联剂的量进行了考察和讨论,同时研究了吸油速率和吸油动力学.结果表明,此法制备的高吸油树脂具有较高的吸油倍率和较快的吸油速率.