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低浓度的一氧化氮(NO)在临床应用方面有着重要的作用,脉冲电弧放电是获得低浓度医用NO的一种有效方法。为了获得高纯度的放电生成物NO,更有效的控制放电生成物中NO2和其它生成物质,首先必须弄清电弧放电过程中究竟有哪些物质生成,然后采取宏观和微观的方法,达到抑制放电中不需要物质的生成目的。为此,本文根据所测量的空气脉冲电弧放电时的发射光谱,以及放电混合气体中生成物成分,研究了放电过程中出现的活性粒子及其变化,分析并给出了空气放电中可能发生的等离子体化学反应。在此基础上,运用MATLAB进行数值模拟,建立了相应的化学反应动力学的模型。主要研究结论如下:(1)研究发现空气脉冲电弧放电的发射光谱类型非常丰富,既有原子、离子发射的线状光谱,也有分子发射的带状光谱,还有灼热电极端头发射的连续光谱。(2)电弧放电时灼热电极头Fe产生的谱线主要出现在370-430nm与520-560nm的波长范围内,而电极头Mo产生的谱线强度较弱,主要出现在700-800nm之间;在380-520nm与560-700nm的波长范围内,出现了OI、OII、NI、NII、CI和HI的线状谱线;但没有观察到某个物种明显特征的带状谱线。(3)通过便携式气体分析仪检测发现,空气电弧放电的混合气体中含有H2O、CO2、CO、NO、NO2、CH4和O3,没有发现N2O。(4)在实验研究和光谱测量的的基础上,首次给出了放电过程中可能发生的193个等离子体基元反应。根据空气电弧放电时弧柱区及其边界层范围内,可能存在的碰撞离解、碰撞电离、缔合电离、附着反应、电子-离子复合反应、离子-离子复合反应、转荷反应和在背景条件下涉及的中性反应等因素,提出进一步的模型假设。(5)首次建立了在某一典型温度下电弧放电合成NO的等离子体化学动力学模型。根据模型假设,选取了六个具有代表性的化学反应,建立了在3800K条件下NO生成的动力学模型,并研究了五个组分NO、N2、N、O和O2随时间的变化,发现NO能在很短的时间内( 10 ?4 s左右)达到约367ppm的稳定浓度。