化学氧碘激光器的BHP配制及稳定操作

 作为化学氧碘激光器(COIL)的能量来源，O₂(¹Δ)发生器（SOG）工作状态直接影响COIL的工作性能，而碱性过氧化氢溶液的稳定与否又影响SOG的工作状态。通过对转盘式SOG实验中BHP配制及稳定操作的系统研究，提出了造成BHP溶液不稳定的几种原因及相关的解决方法。     

利用喇曼光谱测量氧碘激光器氧发生器的O2（a1Δ）产率

 利用自发喇曼成像技术实时监测氧碘激光器O₂(¹Δ)发生器流场组分，得到了发生器气流中O₂(¹Δ)和 O₂(X³Σ)以及N₂的自发喇曼散射光谱，由此得到了不同条件下的O₂(¹Δ)产率，测量误差不超过8%。     

转板式单重态氧发生器的实验研究

 实验研究了转板式O₂(¹Δ)发生器Cl₂利用率，O₂(¹Δ)产率依赖于其他工作参数变化的规律，并进行了综合分析，给出了发生器中Cl₂的最佳工作分压约为 2.13kPa.     

板条射频放电产生单重态氧实验研究

 通过考察各种放电状态及气流条件下发生器内外物种的自发辐射谱，发现光谱峰值强度与对应物种浓度成正比。分析了主要的等离子体动力学过程，了解了单重态氧及其它物种的浓度变化规律。考察了α放电和γ放电两种不同的放电方式。发现在α放电状态下，体系中有较少氧原子等淬灭性粒子,更有利于O₂(¹Δ)产生。加入He，有效地降低了气体体系的离子化阈能和约化场强，约化场强最小时，产生的O₂(¹Δ)浓度最大，相较于纯氧放电，O₂(¹Δ)浓度提高一倍以上。考察了腔外各物种浓度的变化，O₂(¹Δ)离开放电腔后浓度稳定，沿距离减少较慢，有益于出光。优化了本系统的放电极间距，极间距太大或太小，都不利于单重态氧的产生。     

自发拉曼光谱法测量O2(1Δ)产率中氯气荧光干扰的消除

利用自发拉曼光谱法测量O₂(1Δ)产率的过程中发现O₂(1Δ)和O2(³∑)拉曼光谱上叠加有氯气荧光光谱, 严重影响了O₂(1Δ)产率的测量. 为此,利用气体分子的拉曼光谱具有偏振特性,而荧光光谱没有偏振特性的特点对测量O₂(1Δ)产率的自发拉曼光谱法进行了改进. 实验结果表明,这一改进可有效消除氯气荧光干扰,使单重态氧发生器在氯气利用率为88%时的O₂(1Δ)产率可很容易地被确定为(42.4±7.4)%.     

体光源模拟标定法测O2(1Δ)绝对浓度

 O₂(¹Δ)绝对浓度的测量,一直是SOG和COIL研究中的重要参数之一。体光源模拟标定法测O₂(¹Δ)绝对浓度,是把发光气体以某一流速引入一已知体积的流动光池中,再通过具有低象差失真的光学系统,把该体光源成象在探测器的有效表面上。探测器和测量仪器组成的测量系统,要经过标准光源和电学标定。本方法可测出O₂(¹Δ绝对浓度和其分压,O₂(¹Δ)产率等参数。其中O₂(¹Δ)浓度测量结果的相对误差为20%。     

气固化学反应体系产生单重态氧的初步实验研究

 介绍了一种新的产生单重态氧（O₂（¹△g）的气固化学反应体系，即在固定床式反应器中采用固体过氧化钠粉末与氯气（Na₂O₂/Cl₂）进行反应的气固化学反应体系。实验分别通过用对近红外敏感的光谱仪和锗探头监测了反应产生的（O₂（¹△g）的发射光谱和1 270 nm的光信号，同时通过数据采集系统监测了反应池固体反应层和测试池中气体的温度的变化曲线。实验测得了（O₂（¹△g）在1 270 nm附近的特征发射光谱，此光谱表明该体系是一个很好的产生（O₂（¹△g）的体系，同时，实验现象表明该反应是强放热反应。     

方列管型射流式O2(1Δ)发生器的COIL出光研究

 方列管型射流式O₂(¹Δ)发生器是一种新型高效的氧碘化学激光器(COIL)化学能源供给装置。描述了采用该发生器在COIL上所做的一系列出光实验,这些实验着重于考察该发生器的性能参数及相应的COIL化学效率。结果在Cl₂流量为0.25mol/s、无冷阱、稳定腔条件下获得化学效率高达26% 。     

玻璃钢转板单重态氧发生器的研究

 研究了作为化学氧碘激光器能源的转板式O₂(¹Δ)发生器非金属化的可行性。实验结果表明, 采用玻璃钢转板代替不锈钢转板是可行的, 有助于COIL小型化和实用化。     

电激励O2（a1Δg）发生器的实验研究

 在纯氧，及氧气和氩气的混合气体情况下，对射频放电产生O₂（a¹Δg）进行了实验研究。射频频率为13.56MHz，额定功率500W，放电压力133.0~399.0Pa， 氧气流量最大为1.4mmol/s， 氩气流量为2.1mmol/s。研究了O₂（a¹Δg）产率随气体流量、放电气压以及混合气体放电条件的变化。O₂（a¹Δg）产率最大值约为17.5%。     

O2分子吸附的金属表面的O2(1Δg)猝灭

建立了一套流动装置测量单重态氧O₂(¹Δ_g)在O₂分子吸附的金属Cu、Cr、Ni和Ag表面的猝灭几率. 随实验时间和O₂(¹Δ_g)浓度增加,猝灭几率增加. 当上述金属样品在几帕斯卡的真空度下暴露数小时后猝灭几率会回到原先水平. 提出了一种基于表面吸附位上弱化学吸附的表面吸附氧分子O₂(¹∑_{g相似文献}   

Cl+HN3产生NCl(a1Δ)和NCl(b1∑)的实验研究

 对利用微波放电直接解离Cl₂生成Cl, Cl与HN₃反应生成NCl(a^1Δ )和NCl(b^1∑)的过程进行了实验研究。得到了较强的NCl(a^1Δ 和NCl(b^1∑)自发辐射光谱,考察了Cl₂流量和He/Cl₂配比对NCl(a^1Δ 和NCl(b^1∑)生成的影响。发现对于一定的He流量,Cl₂流量对NCl(a^1Δ 和NCl(b^1∑)生成的影响存在一最佳范围,而最佳He/Cl₂配比不是一定值,而是随He流量升高而变大,在实验所考察的He流量范围（5~40 L/min）内,最佳He/Cl ₂配比在30∶1~100∶1之间。     

O2(1Δ)发生器溶液预混及反应换热系统设计

 通过采用离心泵与换热器进行的换热系统设计,缩短了溶液预混时间,增强了O₂(¹Δ)发生器的反应换热效率,同时使发生器在反应中具备了动态传质性能,改善了氧碘化学激光器的输出功率。     

以氮气为载气的千瓦级COIL的初步实验研究

 首次在氯气流量为110mmol/s、采用方列管型射流式O₂(¹Δ)发生器(SPJSOG)以及列阵式超音速氧碘混合喷管的COIL装置上，以氮气替代氦气作为载气进行出光实验研究。初步实验获得1.8kw的激光输出功率以及18%的化学效率。     

射流式单重态氧发生器的工作稳定性实验

 实验研究了BHP的化学稳定性以及射流式SOG稳定工作的判据,为射流式SOG的研究提供了实验依据。通过理论研究和实验数据的综合分析,给出了单排孔进气结构射流式单重态氧发生器稳定工作的判据vg/vj≤2。提高射流式SOG的BHP驱动压力,以提高射流的速度是提高Cl₂摩尔流量也即单重态氧发生量的有效手段。     

电激励O2（1△g）发生器的理论模拟研究

 建立了基于分子反应动力学的氧等离子体化学反应模型，该模型包括了电子与氧分子，以及氧原子与氧分子的碰撞反应过程。利用反应动力学理论计算并讨论了电激励O₂(¹△)发生器的放电参数，发现电子能量应小于2.5eV。电子浓度对O₂(¹△)产率的影响不大，当放电压力与气体线流速一定时，存在最佳的电子平均能量。     

焙烧温度对SiO2负载的Co3O4纳米粒子表面氧缺陷浓度和CO氧化催化性能的影响

以传统的浸渍法,在不同焙烧温度下制备了用于CO氧化反应的Co₃O₄/SiO₂催化剂．通过激光拉曼光谱(Raman)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)、程序升温还原(TPR)和X射线吸收精细结构谱(XAFS)表征了该系列催化剂的结构．在所有的催化剂中,XRD和Raman光谱都只检测到了Co₃O₄晶相的存在．与Co₃O₄体相相比,XPS结果表明在200 oC焙烧的(Co₃O₄(200)/SiO₂)催化剂中Co₃O₄表面上存在着过量的Co²⁺．与XPS的结果一致,TPR结果表明Co₃O₄(200)/SiO₂催化剂中Co₃O₄表面上存在氧缺陷, 并且XAFS结果也表明Co₃O₄(200)/SiO₂催化剂中Co₃O₄具有更多的Co²⁺．提高焙烧温度使得过量的Co²⁺进一步氧化为Co³⁺,同时降低了表面氧缺陷浓度,从而得到计量比的Co₃O₄4/SiO₂催化剂．在所有的负载催化剂中Co₃O₄(200)/SiO₂催化剂表现出了最好的CO氧化催化性能,表明过量Co²⁺和表面氧缺陷的存在能够促进Co₃O₄催化CO氧化反应的活性.     

列管型射流式O2(1Δ)发生器的COIL出光研究

 采用列管型射流式O₂(¹Δ)发生器在COIL装置上做了一系列出光实验,对该发生器的性能、参数及相关技术等做了实验研究。实验获得化学效率最高达22.2% 。     

Tm3+/Yb3+共掺氧卤碲酸盐玻璃上转换发光研究

研究了Tm³⁺/Yb³⁺共掺氧卤碲酸盐玻璃的上转换发光光谱，分析了Tm₂O₃含量对Tm³⁺/Yb³⁺共掺氧卤碲酸盐玻璃上转换发光的影响机理.结果表明：在Tm³⁺/Yb³⁺共掺氧卤碲酸盐玻璃的上转换发光中，Tm³⁺存在较强的浓度猝灭效应.随Tm₂O₃含量增加，Tm³⁺的上转换蓝光和红光强度先增加，后降低，在0.1mol% Tm₂O₃达到最大.该结果有助于进一步提高Tm³⁺的上转换发光效率.     

NCl(a1Δ)/I（2P3/2）传能体系的实验研究

 利用微波放电Cl₂/He等离子体作为Cl源，对反应NCl(a¹Δ) + I(²P_3/2)→NCl(X³Σ) + I(²P_1/2)进行了实验研究，得到了较大的I(²P_1/2)自发辐射荧光信号，检测到NCl(a¹Δ，b¹Σ)自发辐射荧光光谱在存在少量I(²P_1/2)下发生的显著变化，其中NCl(a¹Δ)自发辐射荧光信号降低，同时由于I(²P_1/2)的作用，NCl(b¹Σ)自发辐射荧光信号大幅度增加。在考察各反应气体流量对I(²P_1/2)自发辐射荧光信号的影响时发现，在本次实验条件下，各种气体的最佳流量：He为1～4mmol/s, I₂为0.01～0.03mmol/s, Cl₂为1.0mmol/s左右,而HN₃流量略大于Cl₂流量时信号升高幅度开始变缓，约为Cl₂流量的两倍时信号不再有显著的变化。