低温等离子体对高分子材料表面的改性

低温等离子体是以低气压放电(辉光、电晕、高频、微波)产生的电离气体,其中蕴含着丰富的活性粒子,可以引起种种化学反应。处于非平衡态的低温等离子体,其电子温度 T_e>>离子温度 T_i 和气体温度 T_g。如辉光放电或射频放电产生的低温等离子体,其 T_e≈10~4K, T_g则略低二个数量级。在低温等离子体条件下进     

甲醇溶液辉光放电等离子体电解

甲醇溶液辉光放电等离子体电解过程出现明显的非法拉第定律现象, 主要产物是氢气和甲醛, 还有少量一氧化碳、甲烷、乙烷、丙烷、1,3,5-三噁烷和水等, 产物和产量受放电极性和辅助电解质及放电电压等因素的影响. 在甲醇溶液电导率为11.40 mS·cm-1, 放电电压700 V 条件下, 阳极气体产量为55.90 mol/(mol electrons), 阴极气体产量为707.90 mol/(mol electrons), 阴极气体产量是阳极气体产量的12.66 倍, 气相产物中氢气含量在86%(molar fraction)以上. 在等离子体层中甲醇分解过程和其它类型的等离子体分解过程类似, 蒸汽鞘层中的加速电子是引发辉光放电过程非法拉第定律现象的决定因素. 阴极辉光放电过程中等离子体-溶液界面上的主要活性物种是中性粒子和电子,阳极辉光放电过程中等离子体鄄溶液界面上的主要活性物种是中性粒子和正离子. 辅助电解质对产物的影响主要是通过影响界面上发生的后续反应过程来表现.     

高气压氮气介质阻挡放电激发态氮的实验研究（英文）

本文通过等离子体发射光谱研究了高气压介质阻挡放电中压力对于激发态氮的影响。其中压力变化范围是0.1MPa到0.5MPa,不同能级的N_2(C~3Π_u)是典型的活性物质。实验结果显示,随着实验气压增加,等离子体主体活性物质数密度从7×10~(15)cm~(-3)降至1×10~(15)cm~(-3)。电子温度随着气压的增加从5eV降至3eV。电子数密度和气压的关系较为复杂,会受到中性分子和电子温度的影响。氮分子激发过程速率常数则随着压力增加近似线性减少,从6×10~(-16)m~3/s降至3×10~(-16)m~3/s。实验结果显示,介质阻挡放电气压增加会显著减少活性物质数量、电子温度,同时近似线性减少氮分子激发过程速率常数。     

高气压氮气介质阻挡放电激发态氮的实验研究

本文通过等离子体发射光谱研究了高气压介质阻挡放电中压力对于激发态氮的影响。其中压力变化范围是0.1MPa到0.5MPa,不同能级的N_2(C~3Π_u)是典型的活性物质。实验结果显示,随着实验气压增加,等离子体主体活性物质数密度从7×10~(15)cm~(-3)降至1×10~(15)cm~(-3)。电子温度随着气压的增加从5eV降至3eV。电子数密度和气压的关系较为复杂,会受到中性分子和电子温度的影响。氮分子激发过程速率常数则随着压力增加近似线性减少,从6×10~(-16)m~3/s降至3×10~(-16)m~3/s。实验结果显示,介质阻挡放电气压增加会显著减少活性物质数量、电子温度,同时近似线性减少氮分子激发过程速率常数。     

等离子在有机化学方面的应用

前言等离子化学讨论的是在部分离子化了的气体中发生的化学反应。部分离子化了的气体是由离子、电子和中性粒子组成的。这种状态的物质可借助高温、强电场或强磁场获得。在化学中常通过低压放电来产生。在低压放电时,气体中存在的少量的自由电子从外加电场得到能量。由于是在低压下,分子间距离比常压下     

利用液相阴极辉光放电等离子体制备片状纳米β氢氧化钴的方法

本发明提供了一种利用液相阴极辉光放电等离子体制备片状纳米β-Co(OH)_2的方法,是以钴片为阳极,针状铂丝为阴极,NaNO_3溶液为电解液,在阴阳两电极间施加150~250 V电压,并对电解液进行持续搅拌,阴极产生辉光形成稳定的辉光放电等离子体,阳极钴片不断消耗,溶液由无色向棕色转变;持续放电0.5~2.0 h,得到棕色浊液;然后将棕色浊液超声分散后高速离心,洗涤,干燥,研细,即得到片状纳米β-Co(OH)_2。本发明以牺牲阳极钴片制得片状纳米β-Co(OH)_2,可通过调控电解液浓度、放电电压、放电时间等,获得不同粒径的片状β-Co(OH)_2纳米颗粒;产物杂质少、纯度高、结晶度好,便于分离,可进行工业化生产。     

氩等离子体后辉光区对聚四氟乙烯膜表面的优化改性

在理想管式反应器中, 采用Langmuir双电子探针和电子自旋共振(ESR)诊断技术分别定量测定了氩等离子体场中各活性物种的轴向分布, 并利用氩等离子体放电区及后辉光区对聚四氟乙烯(PTFE)进行了表面改性. 通过接触角测量、扫描电子显微镜和X 射线光电子能谱分析比较了改性前后常规及后辉光氩等离子体对PTFE表面结构及性能的影响. 结果表明, 氩等离子体中电子及离子浓度随轴向距离的增大迅速降低, 30 cm后接近于0, 而自由基浓度则降低缓慢, 40 cm处仍为初始浓度的96%. 氩等离子体放电功率、处理时间和气体流量强烈影响着PTFE表面润湿性的改善效果. 后辉光区因抑制电子和离子的刻蚀作用, 强化自由基反应, 使改性效果远优于常规氩等离子体. 经氩等离子体后辉光区短时间(30 s)处理后, PTFE表面化学成分发生了变化, F/C原子比从3.27降至2.30, O/C原子比从0.02增至0.09. 脱氟作用和含氧基团(如CO)的引入是有效改善PTFE表面润湿性的关键因素.     

液相辉光放电原子发射光谱法测定溶液中Cd的方法研究

通过改进放电装置,建立了一种新的液相辉光放电原子发射光谱(LGD-AES)测量溶液中Cd元素的方法。探索了放电电压和Cd浓度对放电稳定性、光谱信号强度、测定灵敏度和检出限的影响,并将测试结果与电解液阴极放电-原子发射光谱(ELCAD-AES)的分析结果进行比较。结果表明,当放电电压从600V升至720 V时,电子温度从2 000 K升至3 300 K,电子密度从2.47×10~(16)cm~(-3)降至1.77×10~(16)cm~(-3),Cd的发射光谱强度增强,灵敏度升高,检出限为1.22~2.95 mg/L。LGD-AES技术检测水中金属离子具有放电设备小型、能量消耗低、放电稳定性高、背景光谱干扰小和灵敏度高等优点。     

辉光放电质谱法测定纯锡中24种杂质元素和锡记忆效应的消除

采用辉光放电质谱法(GDMS)测定了纯锡中24种杂质元素,分析方法为无标定量分析。分析前纯锡样品须依次用乙醇、水及乙醇冲洗以除去表面的灰尘颗粒,凉干后用于分析。本工作对辉光放电过程中的三项关键因素,即辉光放电电压、放电电流及放电气流三者在辉光放电溅射/电离时的相互关系及其对总离子流强度的影响进行了试验和讨论,并确定了仪器在最佳状态时辉光放电的优化条件为:放电电压590V,放电电流30mA,放电气流450mL·min~(-1)。为排除各元素测定中质谱(MS)干扰的影响,选择了在不同的分辨模式(中/高)下用相对丰度较高、干扰较少的质量数进行分析。所测定元素测定结果的相对标准偏差(n=5)均小于15%。各元素的检出限(3s)为0.003～0.174μg·g~(-1)之间。本方法所得测定结果与电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)或电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)的测定结果基本一致。经试验,通过更换GDMS的阳极帽、导流管、采样锥和透镜等4种耗材,可完全消除锡的记忆效应。     

氖气在聚乙烯醇多层塑料球壳内的渗透性能

采用乳液法结合等离子体涂层制备聚苯乙烯(PS)-聚乙烯醇(PVA)-辉光放电聚合物(GDP)多层塑料空心微球。通过测量不同充气平衡时间和平衡温度下球内气体的总量研究了氖气对塑料球的气体渗透系数。研究表明,当充氖温度为60、70、80、90℃时,微球充气平衡的时间分别为70~100 h、50~90 h、30~60 h,20~40 h。室温(25℃)时氖气对塑料球的渗透系数为0.5×10~19~2.0×10~19mol/(m·s·Pa),对于直径300μm,PVA壁厚2μm的微球,充Ne后的保气半寿命约3~12 d。当外压为4 MPa,平衡温度为80℃时,球内可充氖2.6~3.2 MPa。     

辉光放电等离子体对聚丙烯纤维的表面改性

在对电晕、介质阻挡放电、γ射线辐射接枝对化纤改性的简要介绍基础上，重点论述了辉光放电等离子体对聚丙烯纤维的改性。并按等离子体技术的发展过程，对低压和常压辉光放电等离子体对聚丙烯纤维与织物改性的特点、原理及发展前景进行了扼要综述，指出常压辉光放电等离子体是一种很有潜力的表面改性技术。     

低温等离子体剥蚀-电感耦合等离子体质谱联用对电路板镀层的深度分析

建立了基于低温等离子体(Low temperature plasma)剥蚀系统将固体样品直接引入电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)并用于电路板镀层中Au,Ni和Cu的深度分析.此实验中采用介质阻挡放电(DBD)方式产生低温等离子体探针,逐层剥蚀样品表面,由ICPMS检测元素信号.对DBD所用放电气体种类、外加电场功率、放电气体流速和采样深度等实验条件进行优化.在优化条件下,应用LTP-ICPMS在30 s内完成电路板镀层(20 μm Au/10 μm Ni/Cu基底)的逐层剥蚀和深度分析,元素种类和分层顺序与X射线光电子能谱(XpS)相吻合,镀层的分辨率可拓展至微米水平,表明此技术可直接用于固体样品的深度分析.     

介质阻挡放电等离子体中·OH和HO2·自由基的数值模拟计算

在介质阻挡放电等离子体N2/O2/H2O/HCHO体系中通过解Boitzmann方程,得到电子能量分布函数,利用得到的电子能量分布函数计算电子-分子碰撞反应速率常数.然后把有关的反应速率常数带入速率方程,计算得到该体系在介质阻挡放电时,·OH、HO2·和电子的浓度随时间的演变以及·OH、HO2·浓度随H2O、O2摩尔分数的变化,并将模拟结果与实验值进行了对比,两者符合得较好.     

悬浮液进样-液体阴极辉光放电原子发射光谱法测定高纯氮化硅粉体中微量杂质元素

针对高纯氮化硅粉体中的9种微量杂质元素(Al、Ca、Co、Fe、K、Mg、Mn、Na、Ni),建立了悬浮液进样-液体阴极辉光放电原子发射光谱定量分析方法.考察了制备稳定悬浮液对样品颗粒度的要求,并通过六通阀将悬浮液引入液体阴极辉光放电原子发射光谱装置检测.本方法采用水溶液标准进行定量分析,无需对悬浮液的pH值进行精确调节,能够保持液体阴极辉光等离子体的稳定性.研究了仪器装置的操作电压、载液流速、光电倍增管积分时间等因素对检出限的影响.优化后得到的最佳实验条件为操作电压1080 V,载液流速1.2 mL/min,光电倍增管积分时间800 ms.利用六通阀进样系统对原有的液体阴极辉光放电原子发射光谱装置进行改进,从而实现悬浮液直接进样检测.用此装置对氮化硅实际样品进行检测,得到各种元素的检出限在0.2~53 mg/kg之间,RSD在1.1%~5.0%之间.通过对氮化硅标准参考物质ERM-ED101进行分析,其测定结果与高温高压消解-电感耦合等离子体发射光谱法一致,并与标准参考值吻合,表明此方法可用于氮化硅粉体的悬浮液直接进样检测,结果准确可靠,灵敏度高,具备应用价值.     

55届匹茨堡分析化学暨应用光谱学会议(Ⅱ)

“等离子体及其在谱学的应用”组的报告有：（1）V Karanassios,电池作电源的微型等离子体器件;（2）A Manz,以芯片为基础的直流辉光放电;（3）J A Hopwood,微型加工的电感耦合和电容耦合等离子体发生器;（4）R K Marcus,液体取样的大气压辉光放电微型等离子体-面向毛细管液相色谱技术和微流体检测的实际应用;     

微波等离子体炬光源基本特性的研究

用计算机化断层扫描成象技术研究了微波等离子体炬(MPT)放电的发射轮廓,证明该光源具有良好的对称性,并有一个有利于样品引入的中央通道,最佳分析区在炬管上方5～10 mm,用激光Thomson散射和Rayleigh散射技术测定了ArMPT和HeMPT放电的电子温度、电子密度和气体温度,证明MPT放电的电子温度很高而气体温度较低,是一种非热光源。其中的高能电子处于过布居状态,具有很高的激发能力。     

介质阻挡放电等离子体中·OH和HO2·自由基的数值模拟计算

在介质阻挡放电等离子体N2/O2/H2O/HCHO体系中通过解Boltzmann方程, 得到电子能量分布函数, 利用得到的电子能量分布函数计算电子-分子碰撞反应速率常数. 然后把有关的反应速率常数带入速率方程, 计算得到该体系在介质阻挡放电时,·OH、HO2·和电子的浓度随时间的演变以及·OH、HO2·浓度随H2O、O2摩尔分数的变化, 并将模拟结果与实验值进行了对比, 两者符合得较好.     

π-σ-π型单分子电子器件:分子内电子转移及其外电场效应

将由联苯阴离子和中性萘之间通过刚性环己烷所连接的经典的电子转移体系作一构象修正，得到一个π-σ-π型分子。UHF/6-31G**研究表明，此体系具有更高的能垒和小得多的电子转移耦合，而且其耦合几乎完全通过环己烷桥上的化学键实现。外电场效应的研究进一步发现，该体系在无外场条件下几乎没有电子转移反应发生，但当外电场增至0．001463au时，反应的能垒消失，其电子转移速率达到10^5d^-1数量级。所有特征均显示，该体系具有作为单分子电子器件的分子原型的巨大潜力。     

质子转移反应质谱的建立与性能研究

报道了自行研制的质子转移反应质谱的基本结构和性能。利用水蒸气辉光放电产生了反应离子H3O ,以合成空气为反应气体,测量了H3O 与合成空气中的水反应产生的团簇离子H3O (H2O)n的质谱。实验发现,当漂移管电场与分子密度比值为144Td时,增加的离子能量可以阻止团簇离子H3O (H2O)n的形成,质谱观察到的离子主要是H3O ,其纯度可达99%以上,这时H3O 与有机物分子如甲苯的质子转移反应的产物离子也呈单一形式,团簇离子得到很好地抑制。根据离子强度和离子反应时间等参数,获得了PTR-MS目前的检出限为10-8(V/V)。利用PTR-MS对标准浓度甲苯及其稀释气体进行检测,表明PTR-MS在线定量检测准确性良好,线性动态范围跨越3个数量级,能够应用于大气中痕量挥发性有机物的实时在线测量。     

辉光放电质谱分析中质谱干扰及其校正方法的现状

详细地介绍了辉光放电质谱分析中的质谱干扰如同量异位素、多原子离子和多电荷离子干扰。从同位素选择、高分辨率仪器、碰撞诱导解离、离子源冷却、数学方法校正、放电气体更换和放电气体纯度提高等方面对辉光放电质谱的质谱干扰校正方法的现状进行了评述(引用文献共68篇)。