气液混合放电对水中阿特拉津的降解

采用气液混合放电降解水溶液中的阿特拉津,考察了放电输出功率、溶液pH值和Fe2+浓度对阿特拉津降解的影响,并初步探讨了其降解动力学.结果表明,提高放电输出功率、降低溶液pH值均能提高阿特拉津的降解率.相同实验条件下,添加Fe2+显著提高了阿特拉津的降解率,在Fe2+添加量分别为0.2,0.6,2.0mmol·l-1时,随着Fe2+浓度的升高阿特拉津的降解率也不断提高.阿特拉津在气液混合放电反应器中的降解符合一级反应动力学.阿特拉津降解过程中的中间产物主要通过以下4种途径产生∶脱烷基作用、烷基氧化作用、脱氯羟化作用和脱氯羟化-氧化作用.

混合放电臭氧发生器中臭氧产生过程的传热数值模拟

为揭示混合放电臭氧高效发生的电能转换和传热机理,采用有限体积法数值求解质量、动量和能量守恒方程,实现对混合放电臭氧发生进行传热分析,并实验验证了该方法的可行性。研究结果表明:气体进入两放电间隙后温度逐渐升高,且两放电间隙温度相差较大,内放电空间平均温度比外放电空间平均温度平均高6.38 K;中心电极、内电介质、外介电质和外电极各部分内部径向温差较小;混合放电仅36.14%的电能转换为热能,其中气体从3根放电管中携带的热量分别为9.85%,7.39%和4.78%,气体经过3根放电管后最高温度仅为313.2 K。混合放电电能转化率高、气体温度相对较低,是一种非常有前途的臭氧发生形式。

混合放电臭氧发生器的电场和电子能量分布

混合放电是一种非常有前途的臭氧发生形式,为了揭示混合放电臭氧高效发生机理,采用有限元方法数值求解了静电场的Poisson方程,并结合Bolsig+编码求解了电子Boltzmann方程,从而对混合放电高效臭氧发生器进行了电场和电子能量分析。研究结果表明:在无网孔和远离网孔的区域,电场分布比较均匀,而在有网孔存在的区域附近,电场强度表现出剧烈的波动现象;IESDO类型、CESDO类型和CISDO类型这3种类型混合放电臭氧发生器在内放电空间的平均折合电场强度分别为420.5 Td、409.1 Td和731.6 Td,平均电子能量分别为9.946 e V、9.778 e V和15.74 e V;在外放电空间的平均折合电场强度分别为391.3 Td、213.5 Td和184.1 Td,平均电子能量分别为9.497 e V、6.457 e V、5.799 e V;对IESDO类型混合放电臭氧发生器内外放电空间分别进行单独模拟时的电场强度基本与整体模拟一致。由于外放电空间在臭氧产生过程中取决定性作用,因此从电子能量分布角度分析,3种类型混合放电臭氧发生器的优劣排序为IESDO类型>CESDO类型>CISDO类型,与实验结果相符合。另外,性能最好的IESDO类型混合放电臭氧发生器的放电间隙中电场强度并没有因为电极数目的增多而产生叠加现象。

Ar与SO_2混合放电产生SO(c^1Σ^-)电子态的光谱研究

在流动余辉装置上 ,利用Ar与SO2 混合气体的空心阴极放电 ,在放电区的下游观察到一系列光谱 ,将 4 0 0～ 6 0 0nm波长范围内的发射谱带归属为SO(c1Σ-→X3 Σ-)跃迁 ,并得到该跃迁的ν0 0 =2 85 0 0cm-1。这是气相SO自由基c1Σ-电子态的首次直接的光谱观测。

混合放电臭氧发生的反应动力学模拟

为揭示混合放电臭氧高效发生机理,从反应动力学出发,采用CHEMKIN中Plasma PSR模块对混合放电臭氧发生的反应动力学进行了模拟,并作了敏感性分析和ROP分析,模拟结果与实验结果较相符。模拟结果表明气体压力、气体进口温度、气源流量的减小都有利于臭氧浓度的提高;比能的适当增加有利于臭氧的产生,过大则不利于臭氧合成。由反应路径图得到对臭氧合成的重要组分有O、O(1D)、O_2(b^1∑),并从微观动力学角度进一步验证和说明比能不能过大,因为臭氧前驱物氧原子的最主要途径E+O_2=>O+O+E随着比能和温度的增加,其对臭氧合成的影响下降。另外O(1D)、O_2(b^1∑)以及过多的O的存在不利于臭氧的产生。

高压脉冲气液混合放电等离子体对铜绿微囊藻的灭活研究

考察并优化了高压脉冲气液混合放电等离子体体系的工艺参数，对其灭藻机理进行了初步研究。实验得到最优工艺参数为脉冲放电时间30rain，脉冲峰值电压30kV，脉冲频率80Hz。放电电极间距1cm，采用空气源，载气流量3L／min，初始电导率1000μs／cm。应用最优工艺参数条件进行实验，分析藻细胞的生理反应。研究结果表明：经脉冲放电处理，藻液中叶绿素a含量明显降低，相对电导率、藻细胞SOD（超氧化物歧化酶）活性及MDA（丙二醛）指标均呈先升高后降低的变化。说明高压脉冲气液混合放电对铜绿微囊藻产生明显抑制作用，使藻细胞经过胁迫反应后生理结构破坏而达到灭活藻的目的。

呼吸系统耦合神经元模型中树突型混合簇放电的动力学研究

呼吸是哺乳动物必不可少的生理活动,对维持正常身体功能和生存起着关键作用。位于脑干中延髓外侧区的pre-Bötzinger复合体是哺乳动物产生和调节呼吸节律的中枢部位。本文以耦合pre-Bötzinger复合体中的神经元为研究对象,运用快慢动力学和分岔分析等方法,讨论了三磷酸肌醇浓度对耦合神经元树突型混合簇放电的影响,并揭示了若干树突型混合簇放电模式产生和转迁的动力学机制。研究发现,三磷酸肌醇浓度对树突型混合簇放电的类型和周期具有显著影响。

多针-板脉冲放电气液混合反应器气液中活性物质的生成和转移特性

为了研究脉冲放电条件下气液混合反应器两相中活性物质的生成和转移特性,采用多针对板混合反应器,通过发射光谱测定不同背景气体下放电过程中气液界面产生的羟基自由基(·OH)、氢自由基(·H)、氧自由基(·O)的变化规律,通过化学方法研究了液相中活性物质过氧化氢(H2O2)和臭氧(O3)形成的特性规律,以及脉冲峰值电压、处理时间和溶液pH对H2O2和O3形成的影响,分析了气液两相活性物质的转移过程机理。结果表明:在低电压条件下,利用多针对板混合反应器可以实现更多通道的均匀放电,使活性物质的产量大量增加;随着脉冲峰值电压的升高、处理时间的加长和溶液pH值的增加,H2O2和O3的质量浓度随之升高;对液相中H2O2和O3的质量浓度的影响程度从大到小的气体依次是氧气、空气、氩气、氮气。

持续钠钙离子电流对呼吸神经元混合簇放电的影响及其动力学分析

实验研究发现哺乳动物脑干中的pre-Bötzinger复合体是呼吸节律产生的关键部位,其中蕴含很多动力学行为。改变钙激活非特异性阳离子电流和持续钠电流,此类吸气神经元模型可以产生一系列特殊的胞体–树突混合簇放电模式,即同一周期内有多种类型簇放电的放电模式。利用快慢变量分离和分岔分析等动力学方法探究混合簇放电的产生和转迁机制,发现钙激活非特异性阳离子电流和持续钠电流的变化导致混合簇的数量和类型的变化,为以后探究呼吸运动节律起源提供理论支持。

方波电流对混合簇放电的影响及其动力学分析

Pre-Bötzinger复合体(简称pre-BötC)是新生哺乳动物产生正常呼吸节律的关键部位。当神经元受到外部刺激时,其放电模式会发生改变。方波电流是最简单且易实现的一种电流形式。本文通过调控方波电流的三个变量,来研究方波电流对神经元放电模式的影响。并通过时间序列和单参数分岔分析以及双参数分岔分析的方法,探究放电模式产生及转迁的动力学机制。结果表明方波电流可以诱导神经元产生混合簇放电。本文的研究结果为进一步理解神经系统中混合簇放电的产生机制提供了有益的参考。

气液混合脉冲放电再生吸附苯酚的活性炭

采用多针-板鼓泡气液混合纳秒脉冲放电等离子体系统对吸附苯酚饱和的活性炭进行再生。考察了外加电压、初始溶液电导率、初始溶液pH以及活性炭与高压电极之间的距离对活性炭再生效果的影响,表征了放电处理后活性炭表面官能团的变化。实验结果表明:在高低压电极间距25 mm、初始溶液电导率5 μS/cm、初始溶液pH=6、活性炭与高压电极之间距离0 mm的条件下,活性炭再生效果最好,再生率为126%,能量效率为15.1 kg/(kW·h)。表征结果显示,再生炭表面的O—H、C=C、C=O、C—O等官能团的含量均增加。

耦合pre-B tzinger复合体神经元中混合簇放电的多时间尺度动力学分析

Pre-B tzinger复合体是新生哺乳动物呼吸节律起源的关键部位,是呼吸节律产生的中枢.本文以pre-B tzinger复合体中两个耦合的神经元为研究对象,并考虑钙离子动力学的耦合神经元模型.利用多时间尺度动力学、快慢尺度分解和分岔分析,研究混合簇同步放电模式及其产生机制,并研究了耦合神经元同相和反相簇放电类型及其同步转迁.结果表明钙离子的周期性波动对混合簇放电模式的产生有极大的影响,钙离子波动导致的时间尺度变化及分岔曲线相对位置的改变是混合簇放电产生的主要原因.本文的研究对认识pre-B tzinger中大规模网络的动力学有着重要的意义,为进一步探索呼吸节律的产生机制提供了一些有益的思考和见解.

混合气液两相放电对水中有机物降解的机理研究

采用混合气液两相放电的方法来处理水中的有机物.结果表明,这种新型的水处理方法对于苯酚具有较好地去除效果.随着电压的增加和空气的通入,苯酚的去除率都有所增加.对放电区域内产生的活性物种———过氧化氢和臭氧进行了定量的测定,并发现随着电压和空气的通入量的增加,这2种物质的量都有所增加.对于反应过程中的能耗进行分析得到随着电压的增加,能耗增加的幅度要大于苯酚降解率增加的幅度,能量效率增加较小.空气的通入增加了能耗,输入总能量中一部分能量使反应溶液温度升高,导致了能量的损耗.

耦合前包钦格复合体神经元中复杂混合簇放电的动力学

位于新生和成年哺乳动物延髓腹外侧区的前包钦格复合体被认为是呼吸节律产生的中枢.正常状态下呼吸节律是均匀而整齐的,而病理状态下呼吸节律会发生变化,因此研究呼吸节律产生的动力学机制及其控制有重要意义.本文基于前包钦格复合体中胞体-树突耦合神经元模型,利用相平面分析、分岔分析、快慢动力学分析以及ISI(峰峰间期)分岔序列等方法,研究了在钙离子动力学及LIP3(内质网泄漏渗透率)的影响下,LIP3的变化对耦合前包钦格复合体神经元放电节律的重要影响,并研究了模型中反相簇放电的模式及其转迁机制.结果表明,钙的周期性波动是混合簇放电产生的关键因素,但不是混合簇放电产生的必要条件.本文的研究方法也可以应用于其他多时间尺度的神经系统中.

耦合Pre-Botzinger复合体神经元中混合簇放电模式的研究

Pre-B?tzinger复合体是新生哺乳动物呼吸节律起源的关键部位,是呼吸节律产生的中枢。本文以pre-B?tzinger复合体中两个耦合的神经元为研究对象,并考虑钙离子动力学的耦合神经元模型。利用快慢动力学和分岔分析,研究混合簇同步放电模式及其产生机制。结果表明钙离子的周期性波动对混合簇放电模式的产生有极大的影响,钙离子的波动及分岔曲线相对位置的改变是混合簇放电产生的主要原因.

电子在混合气体中输运的Monte Carlo研究

针对直流混合气体放电中碰撞分子种类的确定问题,研究了电子在混合气体中的平均碰撞频率、平均自由程与气体密度、配比的关系,给出了抽样确定碰撞分子种类的方法,为数值模拟放电动力学过程提供了理论基础。

基于麦克斯韦电磁场理论的神经元动力学响应与隐藏放电控制

钙、钾、钠等离子在细胞内连续泵送和传输时产生的时变电场不仅会影响神经元的放电活动,而且会诱导时变磁场去进一步调节细胞内离子的传播.根据麦克斯韦电磁场理论,时变的电场和磁场在细胞内外的电生理环境中会相互激发而产生电磁场.为了探究电磁场影响下的神经元放电节律转迁,本文在三维Hindmarsh-Rose(HR)神经元模型的基础上,引入磁通变量和电场变量,建立了一个五维HR神经元模型(简称EMFN模型).首先,结合Matcont软件分析了EMFN模型的平衡点分布与全局分岔性质,发现并分析了该模型存在的亚临界Hopf分岔、隐藏放电及其周期放电与静息态共存等现象.其次,利用双参数及单参数分岔、ISI分岔和最大Lyapunov指数等工具进行数值仿真,详细分析了EMFN模型存在的伴有混沌及无混沌的加周期分岔结构、混合模式放电和共存模式放电等现象,同时揭示了电场和磁场强度影响其放电节律的转迁规律.最后,利用Washout控制器将EMFN模型的亚临界Hopf分岔转化为超临界Hopf分岔,使其在分岔点附近的拓扑结构发生改变,由此达到消除其隐藏放电的目的.本文的研究结果证实了新建神经元模型具有丰富的放电节律,将影响神经元的信息传递和编码,为完善神经元模型,揭示电磁场对生物神经系统的影响,以及探求一些神经性疾病的致病机理提供了思路.

气液两相放电对亚甲基兰脱色效能的影响研究

为了强化混合气液两相放电处理水中有机物的过程,在两电极之间添加活性氧化铝填料,并且待处理溶液以雾状液滴形式均匀布洒在填料表面。动态连续流实验结果表明,当反应电压为25 kV、pH值为11、亚甲基兰溶液初始质量浓度为5 mg/L、反应时间为120 min时脱色率达到最高。各种反应条件下的能量利用效率范围为36.56-233.65 mg/(kWh)。pH值对于反应结果影响较大,在pH较高时能量利用效率较高。而在pH值一定时能量的利用率随着流速的增加和亚甲基兰初始质量浓度的增加而增加。高压脉冲电场和活性氧化铝填料之间的相互作用促进了亚甲基兰的降解。

耦合pre-Bötzinger复合体中放电模式的动力学分析

混合簇放电是实验中发现的一种特殊的放电活动,其特点是在每个周期内有两种或多种不同类型的短簇放电模式,涉及极为复杂的动力学特征.运用相平面分析、快慢分析、ISI(峰峰间期)分岔序列、单参数和双参数分岔分析等方法,探究了pre-Bötzinger复合体中钙激活的非特异性阳离子电导(g_(CAN))和SERCA泵(V_(SERCA))对放电模式,特别是混合簇放电模式的影响.从动力学的角度给出了钙浓度呈周期波动时参数V_(SERCA)的取值范围,并解释了g_(CAN)对pre-Bötzinger复合体放电活动产生的影响及其转迁的机制.结果表明非特异性阳离子电导和V_(SERCA)会影响神经元的簇放电类型,且会引起混合簇放电的产生.

外加电流和磁流下前包钦格复合体神经元中混合簇放电的动力学分析

新生哺乳动物呼吸节律的产生与pre-Botzinger复合体中神经元的节律性放电密切相关.放电行为是神经系统中一种复杂的非线性现象,表现为多种模式.混合簇放电是实验观察到的一类放电模式,其产生涉及复杂的动力学机制.磁流和电流的引入对神经元的放电模式具有重要的调节作用.我们分别探索了磁流和电流对单个pre-Botzinger复合体神经元内混合簇放电模式的影响.通过快慢分解和双参数分岔分析,研究了磁流和电流对混合簇放电的产生及转迁的动力学机制.结果表明,磁流和刺激电流都能引起混合簇个数的增减性的多次变化,不同于其它簇放电在磁流和刺激电流的作用下引起混合簇个数的单调增加或减少的现象,该结果显示了节律变化现象的多样性.本研究结果有助于揭示和解释呼吸节律中复杂节律模式的动力学机制.