低温等离子体处理甲酰胺溶液过程中活性粒子传质的数值模拟

采用一维漂移-扩散流体模型,对活性粒子在甲酰胺溶液中的传质进行了数值模拟。分析了等离子体处理甲酰胺溶液中5种主要活性氧粒子(OH、OH₂、O₃、O₂^- 、H₂O₂)的浓度和渗透深度。结果表明:在甲酰胺溶液中,O₃和OH的渗透深度可以达到13~14 μm,高于水中的7~9 μm;O₂^-渗透深度为580 μm,约为其在水溶液中的50%;甲酰胺浓度在10^-5~10^-3 mol/L内,对活性氧粒子传质过程的影响较明显;溶液中O₂对活性氧离子多样性有积极作用。这些现象表明,可以通过控制实际环境改变活性氧粒子的渗透深度。     

Fe2(SO4)3对活性污泥微生物活性的影响

为了解Fe₂(SO₄)₃作为絮凝剂对活性污泥中微生物活性的影响,向活性污泥系统中投加质量浓度为20、40、60、80,100 mg·L-1的Fe₂(SO₄)₃,反应4 h后测定活性污泥的脱氢酶活性、比耗氧速率(R_SOU)、胞外聚合物(EPS)及各组分含量,同时测定系统出水的COD等各项指标．结果表明:Fe₂(SO₄)₃质量浓度在20～60 mg·L-1时对活性污泥的脱氢酶活性、R_SOUEPS及各组分含量影响均不大,此时污水中COD、TP、UV₂₅₄等污染物随Fe₂(SO₄)₃质量浓度增加而有较大幅度去除．Fe₂(SO₄)₃质量浓度为80 mg·L-1时,污泥的脱氢酶活性、R_SOU、总EPS含量均明显下降．当Fe₂(SO₄)₃质量浓度增加到100 mg·L-1时,污泥的脱氢酶活性、R_SOU进一步受到抑制,而总EPS含量则大幅度提升．此时污水中COD、TP、UV₂₅₄等污染物去除率增加幅度变缓,SCOD及NH₃-N去除作用有所下降．     

球形Cu2O@HP-β -CD 合成、表征及类芬顿去除水中亚甲基蓝的研究

利用液相沉淀法制备 Cu₂O@HP-β-CD, 通过 XRD、SEM、FT-IR 对 Cu₂O@HP-β-CD 的结构进行表征, 并研究其对亚甲基蓝 (MB) 的类芬顿催化降解性能。XRD 图谱显示样品的衍射峰为纯 Cu₂O, HP-β-CD 与 Cu 摩尔比为 1 : 1 时样品 SEM 形貌为 500 nm, 大小均一的球形。Cu₂O@HP-β-CD 类芬顿体系降解 MB 的实验结果表明, 当HP-β-CD 与 Cu 摩尔比为 1 : 1, 加入浓度为 20 mmol/L 的 H₂O₂, 100 min 时 MB 去除率达到 96.1%。相同条件下, 液相法单一合成的 Cu₂O 的 MB 去除率为 54.4%; Cu₂O@HP-β-CD 的一级动力学反应速率常数为 0.027 76 min^?1 , 高于 Cu₂O 的反应速度常数 (0.007 4 min^?1)。Cu₂O@HP-β-CD 的自由基捕获实验表明了·OH 在催化降解过程中起主要作用。     

氯氧化铋/氧化亚铜复合材料的制备及其可见光催化性能

通过水热法成功制备了BiOCl/Cu₂O 复合材料, 是一种良好的可见光响应的光催化剂。通过X 射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见漫反射光谱(UV-vis) 和电化学阻抗谱(EIS) 等分析方法对BiOCl/Cu₂O 复合材料进行表征分析。以酸性橙(AO7) 为目标污染物进行光催化降解实验, 探究了BiOCl/Cu₂O 复合材料的光催化性能和降解机制。XRD 结果表明, 随着BiOCl 含量的增多, BiOCl 的衍射强度逐渐上升。SEM 结果表明, BiOCl 小纳米片附着在相对较大的八面体Cu₂O 表面形成复合结构。通过UV-vis 和EIS 分析结果可知, 复合材料的带隙相较于Cu₂O 略微增大但其阻抗明显变小。降解实验结果表明, 质量比为3 : 5 的BiOCl/Cu₂O 复合材料在90 min时的可见光催化降解率(56.8%) 明显高于Cu₂O 的降解率(26.3%), 其降解速率常数(0.009 3 min^-1) 是纯Cu₂O(0.003 3 min^-1) 的2.8 倍。自由基捕获实验表明BiOCl/Cu₂O 复合材料光催化过程中起主要作用的活性物种是超氧自由基(·O_{2^- )。6 次循环降解实验后光催化剂BiOCl/Cu2O(3 : 5) 对AO7 的降解率仍可达到48.3%。BiOCl 与Cu2O形成的异质结构在一定程度上降低了表面转移电阻, 加快了光催化过程中光生电子的转移速率, 提高了光生电子和空穴的分离率, 增强了光催化效果。}     

可见光响应型(CuAg)xIn2xZn2(1-2x)S2光催化剂的光催化制氢

为实现可见光下分解水制氢,用沉淀煅烧法合成系列(CuAg)_xIn_2xZn2(1-2x)S₂光催化剂．采用X射线衍射仪(XRD)、紫外可见吸收光谱(UV-Vis)、电位粒径仪(DLS)、X射线能谱(EDS)、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)等方法研究了光催化剂的能带结构,评价其光催化性能．结果表明,随着组成配比x值的增加,光催化剂的光吸收从紫外光向可见光扩展,禁带宽度逐渐变小. 通过计算发现,光催化剂的导带电位逐渐接近氢的氧化还原电位．合成的(CuAg)_xIn_2xZn2(1-2x)S₂ (x=0.05~0.30)在可见光下都能光催化产氢,并且(CuAg)0.15In0.3Zn1.4S₂(即x=0.15)具有最高的光催化制氢活性．调节组成配比可调控光催化剂的能带结构,有助于获得具有高活性和稳定性的可见光响应型光催化剂．     

东亚地区二氧化碳体积分数变化特征

利用2004年以来东亚地区10个本底观测站大气φ(CO₂)观测资料,分析了各站大气φ(CO₂)的变化特征及其各站之间的差异,讨论了下垫面特征、源汇作用等对φ(CO₂)变化的影响.结果表明:10个本底站大气月均φ(CO₂)有明显的季节变化,高值多出现在冬春等寒冷季节,而低值则多出现在6—9月,属于北半球的夏季;大气φ(CO₂)日变化趋势较为一致,15时(当地时间)前后达到全天最低,随后φ(CO₂)升高,并在日落后继续积累,至清晨7时(当地时间)前后达到全天最高,之后φ(CO₂)随着太阳辐射的增强而逐渐降低,且平均φ(CO₂)水平与下垫面植被量成反比,φ(CO₂)日变化的幅度与下垫面植被量成反比.作为全球基准站之一的瓦里关山站,2004—2008年φ(CO₂)年均值逐年增加,年增长率为2.28×10^-6/a.     

不同CO2浓度和施氮水平对麦田CO2净通量的影响

为研究不同CO₂浓度和施氮量对麦田CO₂净通量的影响,利用开顶式气室(OTC)组成的CO₂浓度自动调控平台模拟CO₂浓度升高环境.以冬小麦为试验材料,设置CK (对照,环境大气CO₂浓度)、C₁(CO₂浓度比CK增加120 μmol·mol^-1)和C₂(CO₂浓度比CK增加200 μmol·mol^-1)3个CO₂浓度水平;施氮量设置常规施氮量(N₁,25 g·m^-2)和低氮(N₂,15 g·m^-2)2个水平.采用静态箱-高精度气体分析仪观测麦田CO₂净通量.结果表明:各处理的麦田CO₂净通量变化特征一致,均呈先增大后减小的趋势,在拔节期和抽穗期达到峰值.N₁处理下,在整个生育期,CK、C₁和C₂处理的CO₂累积量分别为-105.8±12.6、-123.1±11.5和-120.2±4.1 kg·hm^-2.N₂处理下,在整个生育期,CK、C₁和C₂处理的CO₂累积量分别为-82.3±9.2、-95.4±7.6和-96.7±2.8 kg·hm^-2;拔节期C₂处理的CO₂累积量比CK显著增加了31.8%(P=0.024).C₁处理下,拔节期N₁处理的CO₂累积量显著高于N₂处理55.0%(P=0.009);C₂处理下,N₁处理的整个生育期CO₂累积量显著高于N₂处理23.6%(P=0.010).各处理CO₂净通量跟土壤湿度的相关关系均达到显著;N₁处理下,C₁和C₂处理的CO₂净通量跟光合有效辐射的相关关系达到显著,N₂处理下,CK和C₁处理的CO₂净通量跟光合有效辐射的相关关系达到显著;N₁处理下,C₁处理的CO₂净通量跟空气温度的相关关系达到显著,其余处理未达到显著.本研究表明:在小麦的拔节期和抽穗期,相比于CO₂浓度升高,施氮量对麦田CO₂净通量的影响更为显著;CO₂浓度升高与施氮量对麦田CO₂净通量的影响没有显著的交互作用.     

层流等离子体发生器设计关键技术研究之双弧现象

分段式结构设计通常被应用于层流等离子体发生器的结构设计中,以避免产生大尺度分流现象,进而避免层流等离子体射流产生脉动。然而,在分段式层流等离子体发生器中,当中间电极长度较长时,经常在该中间电极上产生一个新的阳极弧根和阴极弧根（即双弧现象）,导致该电极热负荷严重,造成电极的严重烧蚀和等离子体射流的波动。为了延长层流等离子体发生器中间电极寿命,提高层流等离子体射流稳定性,必须对双弧现象加以抑制。本文基于假设条件,首先建立了层流等离子体发生器正常工作时和产生双弧现象时的分析模型,分析了双弧现象产生机理,并基于最小电压原理,推导出层流等离子体发生器不产生双弧现象对中间电极的尺寸要求;然后,基于前述双弧现象产生原理分析和理论推导,确定了抑制层流等离子体发生器产生双弧现象的措施如下：一是,增加冷气膜击穿电压U_b,使电弧与弧室壁的电势差不足以击穿二者间的冷气膜;改善等离子体发生器冷却通道,优化其对弧室壁的冷却效果,进而降低冷气膜的温度;增大工作气体流量,增强对电弧的压缩,进而增加冷气膜的厚度。二是,限制中间电极轴向长度,降低电弧在对应中间电极区间的电压降,即任意中间电极在轴向的长度均满足最小电压要求。     

石灰铝盐法沉淀废水中高浓度氯离子的研究

工业废水中高氯离子使其具有腐蚀性并妨碍水生动植物生长, 破坏生态环境, 在排放之前必须进行氯离子 去除, 达到排放要求。探究了单因素对氯离子去除率的影响, 并讨论了投料比、搅拌时间、静置时间以及体系初始 pH 对去除率影响及交互作用。研究表明: 搅拌速度为400 r/min, n(Al³⁺) : n(Ca^{2+) 为1 : 3.3, 搅拌时间为30 min, 静 置时间为30 min, 废水初始pH 为10 时, 去除效果最佳。应用所得最佳条件对实际水样进行二次去除实验并探讨了 相关影响因素。对实际水样二次氯离子去除实验的最佳工艺条件: 当n(Cl-):n(Al3+) : n(Ca2+) 为1 : 3.6 : 12, 初始溶 液浓度为4 g/L 时, 并且需要在二阶段投加药品前调节体系pH 值至弱碱性, 氯离子去除效率可达95%, 浓度可降到 400 mg/L 以下。通过X 射线洐射分析可知, 沉淀产物为层状结构的弗氏盐[Ca₂Al(OH)₆Cl·2H₂O]。此方法成本低、 无污染, 对高氯废水去除有很好的应用价值。}     

Piccolo相关性功耗分析攻击技术研究

为了评测轻量级密码算法Piccolo抗功耗分析攻击的能力, 提出一种针对首轮的功耗分析攻击模型, 搭建了功耗模拟采集平台, 对该算法进行了相关性功耗分析攻击. 针对Piccolo算法首轮运算中包含白化密钥和轮置换操作的特点, 将首轮相关攻击密钥(包括轮密钥RK0L、RK0R、WK₀、WK₁)分成6段子密钥, 逐个完成各段子密钥的攻击, 将80位种子密钥的搜索空间从2⁸⁰降低到(2×2²⁰+2×2⁴+2×2⁸+2¹⁶), 使种子密钥的恢复成为可能. 攻击结果表明, 只需500条功耗曲线即可恢复首轮攻击密钥, 由此可见, 未加任何防护措施的Piccolo硬件实现极易遭受相关性功耗分析攻击, 研究并采取切实有效的防护措施势在必行. 据现有资料, 这是首次评估Piccolo密码算法在相关性功耗分析攻击方面的安全性.      

物质的第四态--等离子体

介绍等离子体的基本概念和基本特征，引入等离子体判据，简单阐述目前常用的人工产生等离子体的一些方法，着重介绍等离子体技术在等离子体显示器、等离子体焊接、切割和表面喷涂、多弧离子镀膜、磁流体发电等方面的具体应用及发展前景。     

毫秒脉冲激光诱导金属铝等离子体膨胀研究

基于马赫泽德光学干涉法对毫秒脉冲激光诱导铝等离子体膨胀过程进行了研究。利用高速相机获得了铝等离子体膨胀图像,给出了等离子体膨胀距离和膨胀速度随时间以及激光能量的演化曲线。实验结果表明,毫秒脉冲激光诱导铝等离子体膨胀过程伴随着较强材料溅射,激光脉冲能量对等离子体膨胀速度时间演化曲线有一定的影响。在80J激光能量作用下诱导的铝等离子体膨胀速度为141.2m/s,产生了激光支持燃烧波。     

再入等离子体隐身及反隐身分析

为有效探测再入等离子体隐身目标,建立了再入等离子体覆盖导体平板的理想模型,分析了电磁波在该模型中的传输特性和回波总衰减;根据再入等离子体高度和速度的试验数据分布,仿真计算了雷达各频段回波总衰减和再入高度、速度等参数的关系.计算结果表明,再入等离子体对低频段衰减较小,但衰减的范围较大,对高频段衰减较大,但衰减范围较小.最后,探讨了再入过程中不同高度下的反再入等离子体隐身目标的措施.     

一种新型非转移型等离子弧发生器

为了提高非转移型等离子弧发生器的功率和耐用度,提出了一种具有辐散式喷嘴等离子弧发生器。用这种喷嘴结构,对非转移型等离子弧进行了实验研究。与圆拄形阳极喷嘴相比较,等离子弧电压降低了3.2~9.1 V,而稳定工作的弧电流可增大到200A。     

Ni60-SiC coating prepared by plasma spraying,plasma re-melting and plasma spray welding on surface of hot forging die

In order to produce the hear-resistant inner layer of hot-forging die, plasma spraying and plasma re-melting and plasma spray welding were adopted. Substrate material was W6Mo5Cr4V2, including 10%, 20%, 30% SiC ceramic powder used as coating material to obtain different Ni-based SiC alloys coating. Micro-structure and micro-hardness analysis of the coating layer were followed, as well as thermophysical properties for the coating layer were measured. The experimental results show that the coating prepared with 70% Ni60, 30% SiC powder has best properties with plasma spray welding, in which the micro-hardness can achieve 1100 HV, meanwhile can improve the thermal property of hot-forging die dramatically.     

等离子技术在冶金中的应用

对等离子技术在冶金中的应用作了综述．     

等离子体阵面吸收与反射电磁波的实验探索

利用等离子体平面阵,依此研究50 MHz-3 GHz电磁波入射等离子体阵面所造成的衰减和反射.研究发现辉光等离子体阵面对人射电磁波具有强吸收弱反射特性.在实验频率范围内,等离子体阵面对电磁波都有一定的吸收作用,吸收值在9.9～25.6 dB之间,但在不同频段也存在着明显的吸收峰值.同时,虽然等离子体阵面对入射电磁波确有...     

Fast Diagnosis of Transient Plasma by Langmuir Probe

A method for the fast measurement of electron temperature and density with temporal resolution in transient plasma has been implemented by Langmuir probe. The diagnostic system consists of a single Lang- muir probe driven by a high frequency sinusoidal voltage. The current and voltage spectrum on the probe were detected synchronously by an oscilloscope with sampling rate being at least 5 times higher than the frequency of sweep voltage. The system has been used to diagnose the transient plasma generated by hypervelocity-impact of LY12 aluminum projectile into LY12 aluminum target.     

等离子体天线的基本特性研究

在射频天线中,表面波驱动等离子体柱体可以取代金属作为天线的导向介质,因此可以用充入低压惰性气体的玻璃管作为天线元来构成等离子体天线。本文设计了一种实验方案,用高频表面波放电来激发等离子体,并分析了等离子体天线元的基本特性。     

Numerical simulation of temperature and velocity fields in plasma spray

Based on the turbulence jet model,with respect to Ar-He mixture plasma gas injecting to ambient atmosphere,the temperature filed and velocity field under typical working conditions were investigated.Given the conditions of I=900 A,FAr= 1.98 m3/h,FHe=0.85 m3/h,it is found that both the temperature and the velocity undergo a plateau region near the nozzle exit(0～10 mm)at the very first stage,then decrease abruptly from initial 13 543 K and 778.2 m/s to 4 000 K and 260.0 m/s,and finally decrease slowly again.Meanwhile,the radial temperature and radial velocity change relatively slow.The inner mechanism for such phenomena is due to the complex violent interaction between the high-temperature and high-velocity turbulent plasma jet and the ambient atmosphere.Compared with traditional methods,the initial working conditions can be directly related to the temperature and velocity fields of the plasma jet by deriving basic boundary conditions.