低温等离子体促进水稻种子生长效应及NIR光谱分析

使用亚大气压下介质阻挡放电低温等离子体,对水稻糙米种子进行处理,不同气体、功率、处理时间下观测低温等离子体对糙米生长活力的影响;采用近红外光谱技术对处理后的糙米进行初步的理化性质分析.结果显示:空气等离子体放电对糙米生长活力的促进要优于氮气等离子体放电,空气实验组的最佳处理条件为(360W,5min),而氮气实验组的最佳处理条件为(360W,10min).另外,近红外光谱的主成分分析结果显示空气实验组(360W,5min)和氮气实验组(360W,10min)的糙米光谱与对照组光谱均存在明显差异.低温等离子体对水稻糙米种子的生长活力具有促进作用,能利用近红外光谱技术对作用效果进行初步评估.

氧等离子体对竹炭表面的改性研究

采用氧等离子体对竹炭进行了3种不同时间的改性,分析和评价改性前后竹炭的表面性质变化。扫描电镜照片显示改性前后竹炭的表面微观形貌没有发生明显的变化;红外光谱分析表明改性前后的竹炭表面基团种类未发生明显变化,但是在3 440 cm-1处的吸收峰强度明显提高;比表面积和孔径分布结果表明,改性时间为8和16 min的竹炭比表面积、总孔容积、微孔容积和微孔表面积相比未改性竹炭有较大幅度增加,提高幅度分别达到24.95%,19.50%,16.26%和14.92%;X射线光电子能谱分析表明,改性后竹炭的表面氧原子百分比从改性前的19%增加到45%左右,并且氧原子在竹炭表面的基团结合形式随着改性时间的延长而发生变化。Bohem滴定的结果表明,改性后竹炭表面的酸性明显增加,并且主要表现为羧基数量的增加。因此,氧等离子体对竹炭材料表面性质具有明显的改善作用。

低温等离子体活化水发生设备及其应用效果试验

等离子体活化水(Plasma-Activated Water,PAW)具有广谱杀菌特性,可有效杀灭生鲜食品上的微生物,抑制其腐败变质。该研究基于介质阻挡放电等离子体发生原理设计了一套PAW发生设备,主要部件包括介质阻挡放电结构、通风散热通道、活化水流动通道、高压交流电源等。其中,介质阻挡放电结构采用圆柱形高压放电电极与平板形低压放电电极上下均匀间隙组配,不锈钢导流板与流动水膜一体化设计低压电极;圆柱形高压放电电极的散热采用双向逆流、内外散热通风双通道;高压交流电源的功率电路采用交流-直流-交流电路结构实现介质阻挡放电能量供给,控制电路可实现频率、电压、电流等参数监测与调控。将鲜切马铃薯片模拟感染大肠杆菌,并进行PAW杀菌保鲜试验,以验证所研制设备的应用效果。结果表明,在进水流量600 mL/min、电极空气间隙10 mm、物料与活化水质量比1∶20、电源电压137.4 V、杀菌时间4.72 min条件下,PAW对染菌马铃薯片的大肠杆菌杀菌率达(98.65±0.59)%,经过24 d贮藏后,不清洗组、蒸馏水清洗组和PAW清洗组染菌马铃薯片硬度分别为(3.01±0.84)、(3.54±0.81)、(4.70±0.48)N,色差值分别为22.08±1.05、13.21±1.43、7.35±0.82,相对电导率分别为(28.00±6.43)%、(26.72±2.07)%、(17.19±2.26)%,可溶性固形物含量分别为(6.850±0.120)%、(5.430±0.006)%、(3.080±0.006)%,腐烂率分别为(87.04±1.63)%、(76.32±1.60)%、(52.09±1.41)%,PAW清洗组染菌马铃薯片品质优于不清洗组、蒸馏水清洗组,PAW杀菌保鲜效果良好。该研究可为等离体子活化水杀菌技术研发及产业化应用提供参考。

常压等离子体处理对单板表面特性及豆胶胶合的影响

采用常压空气介质阻挡放电等离子体对杨木单板表面进行改性处理,利用自制纳米纤维素改性大豆蛋白胶黏剂制备胶合板,研究等离子体处理工艺对杨木单板表面润湿性能和杨木胶合板胶合性能的影响,以期提高胶合板性能、降低施胶量,并从等离子体处理对微观形貌和化学组分两方面的影响分析其机理。试验结果表明:常压等离子体处理后,胶液在单板表面的初始接触角和平衡角相比未处理单板最大分别下降12.4%和46.3%,润湿性能得到明显改善;在达到Ⅱ类胶合板胶合性能的前提下可降低一定的施胶量;改性单板表面粗糙度提高,含氧官能团含量增加,均有利于胶液在单板表面的润湿。综合胶合板性能与经济效益,选择较优处理工艺条件为处理功率4.5 kW、处理速率14 m/min和单面施胶量140 g/m^2。

双介质阻挡放电等离子体电源输出功率计算研究

为了方便地测出双介质阻挡放电的电源输出功率,在交流高压电源内部设置了检测电路,利用示波器对电源的输出参数进行了检测,通过origin软件和平行四边形两种方法对测出的Q-V Lissajous图形面积进行了计算,得出了双介质阻挡放电反应器的放电功率。结果表明:利用该内置检测电路能够方便地测出电源输出参数,得到Q-V Lissajous图形,利用origin软件直接计算Lissajous图形面积和利用平行四边形方法得到的结果接近,计算方法简单可靠,电源输出效率>55%,为双介质阻挡放电的电源输出功率研究提供了有利参考。

脉冲双介质阻挡放电等离子体降解恶臭气体的实验研究

为研究不同条件下脉冲放电低温等离子体对恶臭废气氨气降解率的影响,研究人员搭建了一套管式双介质阻挡等离子体废气处理实验装置,设计了电源输出参数检测电路,采用示波器实时检测电源输出参数,采用便携式氨气检测仪快速检测废气处理后浓度,研究了电源输入功率、气体流量、气体浓度、脉冲频率和脉冲占空比对低温等离子体降解氨气的规律。结果表明:输入功率增加,氨气降解效率线型提高,最终基本实现完全降解。氨气降解率与气体流量和气体浓度成反相关,流量越大、浓度越高,氨气降解率迅速下降。存在最佳的脉冲频率最有利于废气降解。随着脉冲占空比提高,氨气降解率稍有提升然后迅速下降。

正负电晕放电改性白松木表面形貌和润湿特性

为了探明放电活性粒子改性木材表面形貌和润湿特性及其机理,采用针-板电极产生正电晕和负电晕改性白松木表面,然后通过扫描电子显微镜、接触角测量仪、拉曼光谱仪和红外光谱仪分别获取参数,最后分析了放电处理后的白松木表面形貌、润湿特性和化学组成变化情况。研究表明,增加放电电压和作用时间,白松木表面的粗糙度和润湿性随之增加,纤维素和木质素的拉曼光谱强度随之减少,亲水基团的红外光谱强度随之增加;并且,放电处理后的白松木表面微观形貌、润湿特性和化学基团之间呈现关联特性。该研究为电晕放电改性木材表面的应用提供了有价值的参考。

调制脉冲同轴式双介质阻挡放电输出功率计算研究

为了方便地测出调制脉冲交流高压电源对同轴式双介质阻挡放电的输出功率,在电源内部设置了检测电路,利用示波器对电源输出参数进行了检测,通过origin软件,采用Lissajous图形法对输出的U-Q数据进行处理,利用定义法对电源输出的U-I数据进行运算,两种方法都能够得出了同轴式双介质阻挡反应器的放电功率。

便携式检测仪研究介质阻挡放电降解正丙醇废气

为快速探索不同参数下介质阻挡放电降解正丙醇的规律,搭建了废气处理实验装置,采用便携式VOC和CO检测仪对介质阻挡放电处理的正丙醇废气进行了快速定性检测,实验结果表明:便携式检测仪能够快速实时的响应出结果,放电功率、气体流量、初始浓度对正丙醇降解率有重大影响。随着放电功率的增加,处理后的正丙醇气体浓度逐渐下降,CO浓度逐渐上升,表明正丙醇降解率不断提高;随着气体流量增加,处理后正丙醇先迅速变大然后稳定,CO浓度逐渐下降,表明正丙醇降解率明显下降;随着正丙醇浓度的增加,处理后正丙醇浓度与处理前浓度成正比,CO浓度与VOC检测比值迅速变小后稳定,表明正丙醇降解率迅速下降。