氧等离子体反应器中氧化铝电介质特性

绝缘电介质层是氧等离子体反应器中的重要组成部分,高性能的电介质材料保证了氧等离子体反应器能够高效、稳定的运行。本文对氧化铝电介质材料的特性以及氧等离子体反应器长时间工作后电介质材料的特性变化进行了研究。结果表明,α-Al_2O_3电介质层表面光滑平整、无缺陷,相对介电常数约为9.79,具有较高的体积电阻率和表面电阻率,损耗因数很小,有利于氧等离子体反应器效能的提升;长时间工作后的α-Al_2O_3电介质层基底表面结构、相对介电常数与体积电阻率基本不变,但其表面会附着一层由316L不锈钢电极表面溅射产生的黄褐色固态颗粒物,降低电介质层的表面电阻率。研究结果对优化氧等离子体反应器具有一定的意义。     

溶胶-凝胶法制备高比表面积铝磷钙生物活性玻璃

采用溶胶-凝胶法, 在不使用模板剂的情况下制备出高比表面积的介孔CaO-Al₂O₃-P₂O₅生物活性玻璃(MBGs), 用BET、XRD、DTA以及FTIR对MBGs的结构进行了表征, 并用生物模拟体液(SBF)在36.5℃对生物玻璃进行了体外活性测试, 测试时间为1 d、3 d、7 d和14 d。介孔玻璃的比表面积最高达到461.1 m²/g, 随着CaO的含量从5mol%增加到30mol%, 介孔玻璃的比表面积呈降低趋势。用XRD和FTIR验证了材料的玻璃结构。然而, 在生物模拟体液(SBF)实验中, 当CaO摩尔含量达到20mol%时, 介孔玻璃表现出较高生物活性。这种特殊的高比表面积的介孔铝磷钙生物活性玻璃在生物医药方面有潜在的应用价值。本文的实验结果对优化生物玻璃的介孔结构和CaO含量来提升玻璃的生物活性有一定的指导意义。     

近大气压DBD氧等离子体化学反应效能

大气压介质阻挡放电(dielectric barrier discharge,DBD)氧等离子体发生模块是高级氧化水处理技术中的重要组件,其等离子体化学反应效能直接影响实际应用中的处理效率。通过测量大气压DBD氧等离子体发生模块在不同工作气压下的放电参数及活性氧粒子产生浓度,探究了工作气压对氧等离子体化学反应效能的影响。结果显示,工作气压的降低使得氧等离子体反应模块的等效电容与放电气隙的折合场强度增强,导致在施加不同功率时,模块表现出不同的放电特性与等离子体化学反应效能。当电源功率低于150 W时,活性氧产生效能随工作气压降低而增大,当电源功率在175~250 W范围内时,活性氧产生效能随工作气压的降低先增大后减小,当电源功率高于275 W时,活性氧产生效能随工作气压降低而减小。工作气压降低时活性氧最高浓度减小,当工作气压为60、70、80、90和100 k Pa时,活性氧最高质量浓度分别为127.3、143.1、149.7、152.1和157.7 g/m~3。为使活性氧产生效能最大,需根据实际状况不同,采用不同的电源功率,使活性氧发生模块处于最佳工作状态。     

采用强电离放电生成高浓度氧活性粒子溶液

为优化氧活性粒子(ROS)在水中的生成条件,并为ROS溶液生成装置提供优化系统参数的依据,研究了ROS质量浓度在水温、pH值、O2给气体积流量、ROS投加体积质量,以及系统气压(混溶压力)等因素作用下的变化规律。实验中,气态ROS在强电离条件下通过介质阻挡放电生成,以O3计,通过O3检测仪测定其浓度;水中ROS质量浓度采用DPD分光光度法测定,用CRS来表示。实验结果表明:水温、pH值与CRS呈极显著负相关(相关系数P0.01),ROS投加体积质量与CRS呈极显著正相关(P0.01),O2给气体积流量与CRS无显著相关性(P0.05);CRS在水温分别为16℃与24.5℃之间、pH=6.5与pH=7.0之间、O2给气体积流量为2 L/min与3 L/min之间均为差异不显著(P0.05),其余各水温、pH值、O2给气体积流量之间均为差异显著(P0.05)或差异极显著(P0.01);较低混溶压力下CRS显著升高(P0.01),20~40 mg/L ROS投加体积质量下混溶压力与O2给气体积流量交互作用对CRS有显著影响(P0.01)。分析认为:低温或偏碱性的水体、较大的ROS投加体积质量、较低的混溶压力均有利于提高ROS溶液的质量浓度;水温在低温范围内的改变、水体pH值在偏酸性及偏碱性范围内的改变、O2给气体积流量在较大量输入范围内的变化均会导致CRS的显著变化;较高的ROS投加体积质量下,对ROS溶液质量浓度影响能力由大到小依次为系统气压O2给气体积流量系统气压与O2给气体积流量交互作用。