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低温等离子体的产生对环境条件、电源等要求不高,反应器投入设备少,适合于方便灵活的中小规模场合制氢,尤其是液态下的辉光放电等离子体具有非法拉第特性,得到普通电解不会出现的产物,应用于制氢时既可提高制氢效率,又可降低电能消耗。而低温等离子体中因具有高能量密度的高活性粒子,可提高制氢反应速度并引发新化学反应。由于等离子体法制氢的原料如甲烷、乙醇等均为液体,因此,在液态下产生放电等离子体是目前亟需解决的一项关键技术。本课题针对液相直流阴极辉光放电时空演化进行相关的理论与实验研究。首先,建立了包括雪崩建立、雪崩、放电等过程的液相直流阴极辉光放电演化的理论分析模型,利用Matlab软件编程计算分析了电场强度、阴极发射电流密度、反应环境温度、反应溶液等参数在放电时空演化时的变化规律,并应用Comsol Multiphysics多物理场仿真软件模拟液相阴极附近预置气泡与电场强度、电流密度等之间的相互关系。仿真结果表明:液相辉光放电起始条件是阴极尖端处发射电流密度,并且由于持续作用的外加电场与极化电荷电场的迭加作用,会大幅增强气泡内电场,使气泡内的物质优先于液体发生电离,并且通过增加施加电压可有效加速气泡的击穿过程。然后,设计液相直流阴极辉光放电实验装置与实验方案,研制H型反应器,选取反应材料及尺寸,并确定电学方法和光学方法结合进行液相直流阴极辉光放电等离子体时空演化的实验诊断方法。接着,根据这些设计,搭建液相直流阴极辉光放电实验装置,开展液相直流辉光放电时空演化的实验研究。实验以乙醇溶液为介质,采用高速摄像捕获瞬态液相直流阴极辉光等离子体放电的时间分辨影像,通过NI-IMAQ Vision进行图像处理,同时结合电流特性曲线,分析放电时空演化的各个过程。实验结果表明,在放电击穿前的大部分时间里,气泡在增大并变形,电场的持续作用会促进产生低密度区域,增强液相的电离过程,导致多次间歇式辉光放电现象。最后,进行了液相直流阴极辉光放电影响因素的实验研究。实验研究发现,当外加电压在100600V之间时,在溶液温度为70℃的99.7%乙醇溶液中,溶液电导率3.2mS·cm-1为最佳,此时,辉光放电面积大,又可降低击穿电压;而阴极浸入长度为4mm是最佳,此时,可在近沸点时成功启动放电,又节约耗材。所有的研究结果表明:调整施加的外加电压强度是有效影响气泡形状扭曲和激发能力的途径;气泡的击穿电压与溶液电导率成反比;阴极浸入溶液深度与击穿电压成反比。