DBD等离子体与活化水对马铃薯生长特性及产量的影响

等离子体技术在农业生产、生物医学、环境保护等领域有着广泛的应用前景。论文采用多针-板电极制备等离子体活化水装置、板-板电极等离子体直接处理马铃薯装置,对比研究了不同放电功率下等离子体活化水、直接等离子体处理对马铃薯生长特性及产量的影响。2种装置均呈丝状放电,且放电功率与外施电压正相关;当最佳放电功率匹配时,等离子体活化水、直接等离子体处理均能显著改善马铃薯生长特性及产量。等离子体活化水的放电功率为53 W时,马铃薯植株高度、茎粗、鲜重、叶绿素质量分数及产量分别提升了6.4%、18.9%、25.9%、31.7%及17.5%;直接等离子体处理马铃薯的放电功率为8 W时,植株的各参数值增幅均在10%以上。研究结果表明:放电功率变化时,等离子体活化水的理化参数(pH值、氧化还原电位、电导率、过氧化氢、硝酸根离子、亚硝酸根离子)变化显著;随着放电功率的提升,直接等离子体处理的马铃薯吸水率先增长后下降,种皮刻蚀逐渐明显。论文的研究可为DBD等离子体与活化水在农业生产领域应用提供参考。

DBD等离子体耦合BiOI催化材料降解苯甲羟肟酸的特性与机制

常温常压下,以苯甲羟肟酸(BHA)为处理对象建立了介质阻挡放电(DBD)等离子体催化体系。研究了放电参数对等离子体降解BHA的影响规律,对水热合成法制备的催化材料进行了系列表征分析,考察了各因素对BHA降解的影响,分析了DBD等离子体耦合催化剂降解BHA过程中总有机碳(TOC)、pH、∙OH自由基等的变化,通过液相色谱-质谱联用仪分析了降解反应过程的中间产物并探讨了BHA的降解机理。表征结果显示合成的BiOI具有高比表面积、高孔体积、高纯度的介孔纳米片微球,且DBD可以改变催化剂的晶型和结构,具有更高的催化性能。降解性能结果表明,峰值电压、鼓气量等对BHA降解率有很大影响;BHA浓度为80mg/L、体积1000mL,在峰值电压24kV,频率7500Hz,鼓气量30L/min条件下,添加0.3g BiOI催化剂与DBD等离子体耦合效果最好,相对于单一DBD体系,BHA降解率由78.8%提高到88.2%。降解机理分析可知,∙OH是BHA降解的重要活性物质,在等离子体催化作用下,BHA被氧化开环,转化为苯甲酸和乙醇酸等中间体,最终生成H_(2)O和CO_(3)^(2-)等。

等离子体活化水喷淋及浸泡处理的生菜采后品质变化分析

目前基于PAW的果蔬采后品质研究主要采用浸泡处理,较少涉及喷淋处理。该文分别采用PAW喷淋和浸泡对生菜进行处理,并研究了处理后生菜表面菌落总数、失重率、颜色、叶绿素及代谢物的变化。结果显示,PAW喷淋和浸泡处理后生菜表面的菌落总数分别下降1.54和2.82 lg CFU/g(P<0.05),并且PAW喷淋较浸泡处理对生菜失重率和叶绿素的影响较小。代谢组分析表明,PAW喷淋处理组的生菜与对照组相比能维持含量更多的黄酮类物质,而PAW浸泡处理组的生菜与对照组相比膜脂代谢活跃。综上,PAW喷淋处理后在贮藏前期可以有效降低生菜表面菌落总数,并且能够在贮藏期间较好地维持生菜品质。

碳纳米管表面等离子体改性活化过一硫酸盐性能研究

将简单高效的等离子体刻蚀方法应用于碳纳米管(CNTs)的表面改性,通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和拉曼光谱(Raman)等对改性后的催化剂进行表征分析,结果表明经刻蚀得到的CNTs缺陷程度和氧含量均有较大提升。研究发现改性后的CNTs催化剂可有效提升过一硫酸盐(PMS)活化性能,在降解水中2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)的性能研究中反应速率为未改性CNTs的3.2倍,30min内2,4-DCP去除率可达到97%,同时在实际水体和放大实验中也展现出良好的性能。淬灭实验和电子顺磁共振实验结果表明体系中主要的活性物质为单线态氧(^(1)O_(2))。本研究提供了一种简单制备高性能非金属活化PMS催化剂的方法,并在水体中有机污染物的去除中展现出良好的应用前景。

PAW及其与LTP的联合作用对小麦种子萌发及幼苗生长的影响

以济麦22、百农307为材料,研究等离子体活化水(PAW,制备时间分别为5.0、7.5、10.0 min,分别命名为PAW-5、PAW-7.5、PAW-10)及其与低温等离子体(LTP)联合处理(LTP+W-5、LTP+W-7.5、LTP+W-10)对小麦种子萌发及幼苗生长的影响,以期为PAW、LTP在小麦种子活力提高方面的应用提供理论依据。结果表明,2个小麦品种种子均于LTP处理9 s时的发芽率及发芽指数达到最佳,因此选用LTP处理时间9 s进行PAW与LTP联合作用效果研究。PAW、PAW与LTP联合处理均能提高小麦种子的发芽率、株高、幼苗鲜质量和干质量,并显著提高种子的活力指数,总体以LTP+W-7.5处理效果最好;未经LTP处理的种子与蒸馏水之间的接触角最大,表明其润湿性能最弱,相较之下,未经LTP处理的种子与PAW之间的接触角有所下降,而经LTP处理后的种子与蒸馏水或PAW之间的接触角极显著下降;与蒸馏水处理相比,PAW及其与LTP联合处理的小麦幼苗中的活性氧氮(RONS)含量总体上显著增加,而仅LTP处理的小麦幼苗中RONS含量无显著变化。综上,PAW及其与LTP联合处理均有效地促进了小麦种子萌发及幼苗生长,其中LTP+W-7.5处理的促进效果最佳。

低温等离子体活化水对采后蓝莓杀菌效果及贮藏品质的影响

为探究低温等离子体活化水(PAW)处理对采后蓝莓杀菌效果及贮藏品质的影响,以‘优瑞卡’蓝莓为试材,采用大气低温等离子体激活去离子水得到不同处理时间(0、20、40、60 min)的PAW,并于25℃下通过喷洒和浸泡两种方式处理蓝莓果实。结果表明:与PAW浸泡组相比,PAW喷洒处理能增加蓝莓果实的亮度,PAW40喷洒处理在10 d贮藏期内产生的色差最小;与其他PAW处理组相比,PAW20浸泡和喷洒处理可以更好地维持蓝莓果实的硬度;PAW20喷洒组和PAW60喷洒组的抑菌效果较好,能够有效地抑制蓝莓果实表面霉菌和酵母菌的生长;PAW60组的腐烂率最低,并且PAW喷洒处理降低蓝莓腐烂的效果优于浸泡处理;喷洒相比浸泡处理可以更好地维持蓝莓果实的花青素含量。综上,PAW喷洒处理是一种可行的蓝莓果实采后贮藏方法。

放电等离子烧结制备MoS_(2)@Ni电极及其析氢反应性能

为了解决水分解制氢电极制备步骤复杂和周期长的问题,以镍粉和不同类型硫化钼粉末作为原始材料,采用一步放电等离子烧结工艺制备出MoS_(2)@Ni电极。当使用细小均匀的MoS_(2)粉末和镍粉烧结时,0.03HS@C-Ni电极在50 mA cm^(-2)、100 mA cm^(-2)和150 mA cm^(-2)电流密度下过电位仅为251 mV、322 mV和379 mV。而当使用商用大块的MoS_(2)粉末和镍粉烧结时,0.03C@C-Ni电极在50 mA cm^(-2)、100 mA cm^(-2)和150 mA·cm^(-2)的电流密度下过电位分别为425 mV、488 mV和542 mV,说明使用细小均匀的MoS_(2)粉末和镍粉烧结时电极的催化性能好。对0.03HS@C-Ni电极进行循环稳定性和持久性测试可知,5000循环前后,电极的极化曲线几乎没有任何变化,电极能在约130 mA·cm^(-2)的电流密度下稳定运行超过130 h。

低温等离子体耦合微酸性电解水对三文鱼的保鲜作用

采用单因素和Box-Behnken响应面试验优化低温等离子耦合微酸性电解水对三文鱼杀菌的工艺条件,通过菌落总数、pH值、挥发性盐基氮(TVB-N)、硫代巴比妥酸反应产物(TBARS)值、羰基含量和色差等指标比较等离子体活化水、微酸性电解水及低温等离子体耦合微酸性电解水对三文鱼4℃贮藏的保鲜效果。结果显示,当低温等离子体活化时间5 min,功率320 W,浸泡时间20 min,有效氯质量浓度50 mg/mL,料液比1∶6时杀菌效果最优,均可延长三文鱼贮藏期,而低温等离子体耦合微酸性电解水更有利于缓解脂肪和蛋白氧化。本研究为水产品保鲜提供了新思路。

冲激声源棒-环型电极特性仿真研究

基于液电效应的水下脉冲放电技术产生的冲激声源被广泛应用于震源模拟、油田解堵增产、管道除垢、结石破碎和污水处理等领域。其中冲激声源的产生受到回路参数、间隙距离等多种因素影响。研究分析各因素对冲激声源的影响规律,有助于促进冲激声源的进一步应用。该文对棒-环电极结构的水下等离子体放电过程进行数值模拟,采用有限元分析方法对棒-环电极结构进行理论研究,得到不同初始条件对冲激波特性的影响作用。该文基于棒-环型电极结构,研究充电电压和电极间隙对棒-环型电极结构的影响,目的是为找寻冲激波更强、频带更宽、能量更高的声源。该文对研究棒-环型电极的实际应用提供参考。

解冻介质对秘鲁鱿鱼持水性、蛋白氧化和结构的影响

为探讨等离子体活化水、微酸性电解水、NaCl溶液等不同解冻介质对秘鲁鱿鱼品质的影响,以冻结秘鲁鱿鱼为原料,分别将冻结的秘鲁鱿鱼样品置于等离子体活化水、微酸性电解水和3%NaCl溶液中4℃冰箱中解冻,分析不同解冻介质对秘鲁鱿鱼持水性、蛋白氧化和结构的影响。结果表明,等离子体活化水作为解冻介质可显著提高秘鲁鱿鱼的持水性(P<0.01),其蒸煮损失率为28.67%,显著低于其它3个处理组。与冷藏解冻、3%NaCl处理组和微酸性电解水处理组相比,低温等离子体处理组的羰基、二聚酪氨酸含量最低,巯基含量最高,表明对蛋白氧化有良好的抑制作用。从浊度、内源荧光和紫外光谱分析结果可知,等离子体活化水处理组可以降低蛋白变性和维持结构稳定。3%NaCl处理组和微酸性电解水处理组对秘鲁鱿鱼持水性和抗氧化也有一定作用,等离子体活化水处理组效果最佳。

冷等离子体处理的小麦次粉单分子层水和结合水特性研究

为了解释冷等离子体(CP)处理提高小麦次粉吸水率,采用动态水分吸附仪测定120W低压强射频氦或氧CP处理不同时间样品的水分吸着等温线。结果表明,Caurie方程能够拟合出等温线,其系数C0给出样品吸附水的密度,对吸附或解吸样品,随着同一功率氦或氧CP处理时间增加,吸附水的密度没有差异,而系数M0给出样品单分子层吸附水含量,对吸附或解吸样品,随着同一功率氦CP处理时间增加,单分子层水含量显著增加;对氧等离子体处理的样品,其吸附单分子层水含量随着处理时间增加则先减少后增加,而解吸单分子水含量随着处理时间增加呈现减少趋势。为了提高Caurie方程的拟合度,将M0修正为A+Bt(t是温度,A和B是常数)。分析修正Caurie方程的系数显示,随着120 W氦CP处理次粉时间(0~180 s)的增加,单分子层水、吸附水分子层数、结合水含量及水吸附表面积均呈现持续增加的趋势;对氧CP,这些指标在前60s处理呈现增加趋势,之后再延长处理时间则显示减少趋势。结果表明,与氧冷等离子体比较,高能量的氦冷等离子体改善了次粉蛋白质和多糖的亲水性,随着处理时间延长,这些大分子吸附水的表面积和层数、单分子层和结合水含量均持续增加。

完整极硬岩TBM施工辅助破岩方法研究现状及展望

针对完整极硬岩,隧道掘进机(TBM)施工存在掘进效率低、滚刀磨损快、TBM部件受损以及岩爆等问题,降低了TBM隧道施工的安全性和高效性。对近几十年来国内外的完整硬岩隧道TBM施工情况及遇到的问题进行了统计分析;梳理介绍了一系列辅助破岩方法,包括水射流法、微波法、激光法、等离子体法和干冰粉气动破岩法,并对各种方法的优势和不足进行了论述。当前的辅助破岩方法尚不能完全满足TBM施工配合要求,未来需进行进一步的深入研究。

电感耦合等离子体质谱法测定生活饮用水中的7种金属元素含量

目的:建立电感耦合等离子体质谱法测定生活饮用水中铝、镉、铜、铁、锰、铅和锌7种金属元素含量的分析方法。方法:优化仪器工作参数条件,选用Bi、Ge、In、Sc液体标准样品作为内标,依次将试剂空白、标准系列、生活饮用水上机分析,用电感耦合等离子体质谱法测定。结果:通过优化仪器工作条件,7种元素各自选择合适的内标,克服了检测过程中存在的质谱与非质谱干扰,方法的线性关系良好,检测限、定量限满足相关标准要求,各元素加标回收率为91.4%~104.9%,RSD为0.98%~4.52%。结论:该方法操作简便、灵敏度高、结果准确、重现性好,可用于生活饮用水中多种金属元素的分析检测。

IC-ICP-MS联用技术同时测定地表水中砷、铬、汞3种元素不同形态的含量

建立了离子色谱-电感耦合等离子体质谱联用技术同时测定地表水中砷、铬、汞等3种元素8种形态含量的方法。地表水样品用水相滤膜过滤,采用GIST C_(8)(250 mm×4.6 mm,5μm)色谱柱,以0.01 mol/L四丁基氢氧化铵+0.05%L-半胱氨酸+4%甲醇作为淋洗液(pH为6.0,流量为0.9 mL/min),分离样品后进行测定。试验结果表明:三价砷、二甲基砷、一甲基砷、五价砷、无机汞、甲基汞、乙基汞和六价铬可在10 min内得到有效分离,砷、铬、汞的检出限分别为0.075~0.15、0.86、0.00010~0.020μg/L,加标回收率分别为88.8%~108.3%、84.9%、87.7%~96.0%,相对标准偏差分别为1.41%~4.02%、1.82%、0.43%~2.17%。采用该方法检测地表水样品,可满足地表水标准限定值和检测要求。

酸性氧化电位水和低温等离子体处理对鲜参微生物群落的影响

目的探究酸性氧化电位水和低温等离子体两种杀菌技术对鲜参微生物菌落总数、群落多样性和结构的影响,揭示鲜参的微生物群落组成。方法采用传统的培养方法测定鲜参的微生物菌落总数;采用16S rRNA和ITS测序技术分析酸性氧化电位水处理和低温等离子体处理鲜参群落的多样性和结构的变化。结果低温等离子体杀灭鲜参微生物的数量显著大于酸性氧化电位水;经两种杀菌方式处理前后鲜参微生物的种类无显著性变化,但是在鲜参微生物群落的门水平和属水平上均引起了菌群结构的显著变化,且细菌菌群结构的变化大于真菌。结论低温等离子体杀灭鲜参微生物的效果优于酸性氧化电位水,经这两种杀菌方式处理后鲜参群落结构的变化,能够为后续靶向抑制鲜参的腐败和延长其货架期提供一定的指导。

新型复合保鲜贮藏方法对鲜参切片品质的影响及货架期预测

目的:探究一种新型复合保鲜贮藏方法,预测鲜参切片的货架期。方法:应用酸性氧化电位水杀菌、真空包装、低温等离子体杀菌等技术复合处理鲜参切片,然后分别在-2、4、25和36℃进行贮藏,每隔15 d测定鲜参切片的色泽、水分含量、人参皂苷Rg1、Re、Rb1含量和菌落总数等指标,建立贮藏期间鲜参切片的菌落总数变化动力学模型。结果:确定鲜参切片的复合保鲜工艺为:酸性氧化电位水处理→真空包装→低温等离子体处理→低温贮藏。在-2和4℃贮藏有效地抑制鲜参切片菌落总数的增长、水分含量的下降,延缓鲜参切片颜色的变化。贮保藏60 d后,鲜参切片中人参皂苷Rg1、Re和Rb1的含量上升。通过基于菌落总数变化的一级反应动力学模型和Arrhenius方程,建立鲜参切片的货架期预测模型。结论:建立了鲜参切片的最佳复合保鲜贮藏方式,这种复合保鲜贮藏方法可有效抑制鲜参切片的品质劣化,延长其货架期。

基片等离子处理对PTFE微波基板性能的影响

采用等离子处理对聚四氟乙烯(PTFE)基片进行表面处理,研究气体流量、放电功率、处理时间的变化对PTFE基片微观形貌和接触角的影响,进而研究对PTFE微波基板介质损耗、吸水率、剥离强度等综合性能的影响。实验结果表明,等离子体处理可以有效增加基片表面粗糙度,降低PTFE基片的接触角,提高其表面能,使覆铜箔层压板的铜箔与介质层之间结合强度提升,制备的PTFE微波基板的剥离强度可接近未处理之前剥离强度的3倍。

天然水体中钾、钠、钙、镁测定方法的比对

电感耦合等离子体发射光谱法和火焰原子吸收分光光度法测定天然水体中钾、钠、钙、镁,比较相关系数、检出限、精密度、准确度和实际样品的测定,结果表明:两种方法均可用于天然水体中钾、钠、钙、镁的测定,且电感耦合等离子体发射光谱法更优。

环境水质分析中重金属检测技术的运用探究

工业产业高速发展为国民经济的提升做出了巨大贡献,与此同时,也给水资源带来不同程度的损害。为提高环境水质检测水平,为水污染治理提供可靠数据,该文基于环境水质重金属检测重要性,阐述几种常见的重金属检测技术,并分析电感耦合等离子体质谱法在某水库水质检测的应用,以期能够为类似环境水质重金属检测提供指导。

电感耦合等离子体质谱法测定生活饮用水中钡的不确定度评定

评定电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定生活饮用水中钡含量的不确定度。根据JJF 1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》对各个不确定度来源(包括采样、样品保存、系列标准溶液的配制、校准曲线拟合和测量重复性)进行分析和量化,获得扩展不确定度。生活饮用水中钡的扩展不确定度为2.9μg/L,钡的测量结果为(50.3±2.9)μg/L。结果表明,方法的不确定度主要来源于系列标准溶液配制过程。