正电晕放电等离子体降解甲醛气体

甲醛作为一种典型的挥发性有机物(VOCs),是室内空气污染的主要来源。近年来,大气压放电等离子体用于环境治理成为研究热点。本文设计制作了一种基于S型气体通道的多针对板的放电反应器,采用高压直流电源放电产生电晕,利用空气电离产生的活性成分来达到降解甲醛气体的目的。研究结果表明：随着施加电压的增高,甲醛降解率也随之提高,施加电压为18.5 kV时甲醛降解能量效率达到最大值;随着气体流速的增加,甲醛降解率随之降低,气体流量为30 L/min时能量效率最大;随着甲醛初始浓度的增加,降解率随之降低;在电晕放电所产生的成分中,臭氧与甲醛降解关系密切,有无甲醛两种条件下,放电生成的臭氧浓度变化与甲醛浓度变化规律相似;S型放电通道设计使等离子体降解甲醛更高效,在大流量处理甲醛气体的应用中具有现实意义。     

臭氧氧化深度处理印染废水改造工程实例

采用"前物化-水解酸化-好氧"组合工艺处理高浓度印染废水,新增臭氧氧化工艺进行深度处理,进一步提高废水处理效率。经调试运行结果表明,新增工艺使系统出水COD_(Cr)从100mg/L降至70 mg/L,SS从50 mg/L降至28 mg/L,色度从100倍降至36倍,排放水质达到《纺织染整工业水污染物排放标准》GB 4287-2012的排放标准。通过实际运行表明该系统深度处理的出水水质稳定性好,处理效率高。     

双差分测量对流层臭氧的实验研究

 提出了利用266nm,289nm,308nm三波长进行臭氧测量的数值模拟和实际测量实验研究。三波长双差分和双波长差分的模拟实验结果表明,当对流层气溶胶分布相当不均匀,后向散射比梯度较大时,气溶胶对双波长差分测量臭氧影响很大,而对三波长双差分测量臭氧影响较小。     

单重态CCl2与O3反应机理的理论研究

用量子化学从头算方法,研究了单重态CCl_2与O_3反应的机理.在HF/6-31G(d)水平上用梯度解析技术全参数优化上述反应的反应物、中间体、过渡态和产物构型,MP2/6-31G(d)//HF/6-31G(d)方法计算能量.给出了有关化合物的结构数据.结果表明:CCl_2与O_3首先生成富能中间体CCl_2O_3,然后中间体裂解生成CCl_2O和O_2.该反应为强放热反应,放出的热量为516.88kJ·mol~(-1)[MP2/6-31G(d)//HF/6-31G(d)].通过内禀反应坐标(IRC)计算,获得了沿反应途径的势能剖面.     

紫外臭氧处理增强溶液法MoO3薄膜的空穴注入能力

空穴注入层对有机发光二极管的性能有重要的影响,尤其是当器件中的空穴传输材料的最高占据分子轨道能级较深的时候。近年来有许多关于新型的溶液法空穴注入材料的研究。在本文中,我们对溶液法MoO₃薄膜使用了三种不同的处理方法来研究其对空穴注入性能的影响,即：在空气中150 ℃退火;在空气中150 ℃退火再紫外臭氧处理(UVO) 15 min;只进行UVO处理15 min。结果发现当MoO₃薄膜在空气中150 ℃退火后,器件的电流最小,空穴注入能力最差。而当MoO₃薄膜经过UVO处理后,器件的电流显著增大,工作电压大幅下降,器件性能接近于蒸镀的MoO₃薄膜的器件。更惊喜的是,这种改善在MoO₃薄膜仅作UVO处理后也可获得。经定量计算发现MoO₃薄膜经过UVO处理后的空穴注入效率能提高到约0.1。XPS分析表明通过UVO处理后,MoO₃薄膜中Mo⁵⁺成分减少并且薄膜表面的富氧吸附物被有效地消除,使得其化学计量基本与蒸镀的MoO₃薄膜相同。基于这种经UVO处理的溶液法MoO₃作为空穴注入层,器件的最大电流效率可达到48.3 cd∙A⁻¹。     

乙烯/臭氧/水气相反应体系羟甲基过氧化氢产生机理及其动力学

在室温(298±2 K)、大气压(1´10⁵ Pa)条件下研究了乙烯/臭氧/水反应体系中羟甲基过氧化氢(HOCH₂OOH, HMHP)产生机理及其动力学. 反应物采用长光路Fourier红外光谱(LP-FTIR)原位测定. HMHP经低温采集后利用高压液相色谱(HPLC)柱后荧光技术测定. 模式拟合得到的CH₂O₂+H₂O→HMHP(R3)速率常数(k₃)介于(1.6~6.0)×10^−17 cm³·molecule^−1·s^−1. 另外, 采用密度泛函理论在QCISD(T)/6-311+(2d,2p)//B3LYP/6-311+G(2d,2p)水平得到反应(R3)势能面及内禀反应坐标的基础上, 应用Polyrate 程序计算得到了298 K下该反应的经典过渡态理论(TST)速率常数k^TST和正则变分过渡态理论(CVT)速率常数k^CVT, 并应用小曲率隧道效应模型(SCT)对k^CVT进行了校正, 得到了经小曲率隧道效应校正后的速率常数k^CVT/SCT, 分别为2.47×10^−17, 2.47×10^−17和5.22×10^−17 cm³·molecule^−1·s^−1, 与模式拟合得到的结果基本一致.     

日盲紫外域拉曼激光雷达探测大气水汽技术研究

拉曼激光雷达通过探测与水汽浓度相关的大气水汽振动拉曼散射回波信号,可实现大气水汽混合比廓线的探测。然而由于振动拉曼信号非常微弱,在白天测量时振动拉曼散射光谱会淹没在太阳背景光中,多在夜间测量。为实现大气水汽的全天时测量,设计开发一套日盲紫外波段拉曼激光雷达系统。该系统选择Nd∶YAG脉冲激光器的四倍频输出-266.0 nm日盲紫外波段作为拉曼激光雷达系统的激励波长,采用镀高增益介质膜的牛顿式望远镜作为接收器,同时利用二向色镜和超窄带干涉滤光片设计高效率的高光谱分光系统,实现了大气氧气、氮气和水汽振动拉曼散射回波信号277.5,283.6和294.6 nm的精细提取。计算仿真结果表明,臭氧吸收对日盲紫外域拉曼激光雷达探测存在一定的影响,主要是探测距离的影响;氮气通道不受白天太阳背景光噪声的影响;水汽通道存在少量太阳背景光噪声,对系统探测距离略有影响。而系统信噪比计算结果表明,设计的日盲紫外域拉曼激光雷达系统可实现白天3.5 km大气水汽的探测。实际进行水汽探测时,可利用氮气和氧气通道反演出臭氧浓度廓线,修正臭氧对发射波长、各通道拉曼散射波长的吸收,进一步提升系统的探测能力和探测精度。     

基于近红外光谱的柔性基底紫外臭氧改性效果表征研究

近年来,随着纳米科技、聚合物材料和先进制造技术的发展,以柔性传感器为代表的新兴柔性电子器件在可穿戴、健康医疗、物联网终端等领域发挥着越来越重要的作用。作为柔性电子器件的载体,柔性基底对传感器的机械可靠性和电学传感性能等方面有着重要的意义。但由于其表面非极性键造成的高疏水性限制了功能性材料在其表面的沉积,常常造成柔性基底层与电极层/敏感层之间不稳定的界面结合。因此,利用紫外臭氧处理对柔性基底表面改性受到了广泛的关注。利用近红外光谱技术对柔性基底的紫外臭氧处理效果进行快速精准评估,旨在从基团分子层面探究其改性效果,在实际应用中是对传统依靠接触角测量评估方法的有效补充。具体而言,对四种常见的柔性基底材料聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）和聚酰亚胺（PI）进行了1/2/5/10 min不同时长的紫外臭氧（UVO）改性处理,并利用近红外光谱对其改性效果进行表征研究,最后利用接触角测量方法对上述的表征结果进行了验证分析。近红外光谱分析表明：对于柔性PDMS基底,紫外光能量不足以切断其中的甲基（—CH₃）官能团和（—C—Si—）等化学键,无法引入羟基、羧基等亲水性基团。对于柔性PEN和PET基底而言,紫外臭氧处理的效果要优于柔性PDMS基底,且对柔性PET基底的处理效果要优于柔性PEN基底,其原因可能是PEN基底材料中萘环的双环结构具有很强的紫外光吸收能力,阻隔了380 nm以下的大部分紫外线能量。对于柔性PI基底,紫外臭氧处理可以有效引入羟基（—OH）和羧基（—COOH）等活性基团,且这些官能团的强度和数量随着处理时间的增加而增加,从而在短时间内使得PI基底表面能增大、接触角减小、湿润性提高。接触角测试结果验证：紫外臭氧处理对于柔性PDMS基底处理效果不明显（接触角下降幅度为8.4%）;对柔性PET基底处理的效果（接触角下降幅度为39.6%）要优于柔性PEN基底的处理效果（接触角下降幅度为9.4%）;紫外臭氧处理的效果对柔性PI基底处理效果最佳,接触角下降幅度达到了62.7%。     

室温MnO_x上O_3氧化脱除空气中甲醛

采用氧化还原法制备了MnOx催化剂,X射线衍射结果表明其主要为无定形结构.在甲醛和臭氧浓度分别为137和642mg/m3,相对湿度为56%(25oC),GHSV为2×105h-1条件下,MnOx催化剂上O3可将甲醛全部氧化为CO2,反应150min内甲醛转化率和CO2选择性一直保持在～100%.另外,当臭氧与甲醛的摩尔比约为2:3,即显著低于化学计量比时,CO2选择性仍可达～100%.采用傅里叶变换红外光谱仪在线分析了甲醛氧化反应产物,未检测到任何副产物,从而确认了MnOx催化剂上O3对甲醛的完全氧化.     

噪音信号对夜间对流层臭氧探测准确度的影响

本文探讨在背景噪音影响下,差分吸收激光雷达测量臭氧的不确定性:背景噪音对臭氧浓度廓线的影响正比于背景噪音强度、强吸收波长和弱吸收波长的回波信号强度比,理论计算结果表明:合适的回波信号强度比可以使激光雷达背景信号对夜间臭氧探测浓度的影响变得非常小,可以忽略不计,实验结果表明:用波长对( 280 nm,283 nm)对大气臭氧进行观测时,适当调节两波长回波信号强度比为0.96时,背景信号对臭氧浓度探测的影响小到可以忽略的程度,模拟分析和实验观测结果相接近,证实了理论推算的合理性,在背景噪音强度未知的情况下,通过调整强吸收和弱吸收两波长的激光脉冲的能量,在示渡器上得到适合的回波信号强度比值,可以抑制背景噪音信号时臭氧探测结果的影响,确保夜间臭氧测量的准确性.