【摘 要】
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近年来,现代工农业的发展和城市化进程的推进造成土壤污染问题愈发严重。低温等离子体作为一种高级氧化技术,因为其高效、快速、清洁的特性,在土壤有机污染修复领域引起了广泛关注。目前,大量的研究集中于不同放电形式下各种类型污染物的降解效率和反应途径,针对土壤内部放电特性的研究较少。基于此,本文从电学和光学两个角度对针板电极下土壤电晕放电特性开展研究,主要的工作及研究成果如下:(1)设计、搭建土壤电晕放电实
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近年来,现代工农业的发展和城市化进程的推进造成土壤污染问题愈发严重。低温等离子体作为一种高级氧化技术,因为其高效、快速、清洁的特性,在土壤有机污染修复领域引起了广泛关注。目前,大量的研究集中于不同放电形式下各种类型污染物的降解效率和反应途径,针对土壤内部放电特性的研究较少。基于此,本文从电学和光学两个角度对针板电极下土壤电晕放电特性开展研究,主要的工作及研究成果如下:(1)设计、搭建土壤电晕放电实验装置平台,实现对直流、脉冲和直流叠加脉冲三种激励类型下土壤电晕放电电学特性和等离子体光谱特性的研究。结合仿真和实验现象发现,针尖附近场强远高于同等电压下空气中的场强,电场畸变严重。发射光谱诊断结果表明,放电等离子体具有低温性和非平衡性。在空间分布上,距离针尖越远,温度越低。放电过程中伴随着O、N、·OH等活性物质生成。(2)开展直流、脉冲激励下土壤电晕放电研究,探究电压、脉冲宽度、频率和上升沿时间对放电的影响。实验表明,在直流电源激励下会间或出现脉冲形式的电流。脉冲激励下,在上升沿和下降沿阶段电流呈现减幅振荡形式,峰值与土壤等效电容和脉冲电压的变化率成正比。提高直流、脉冲峰值电压,电子能量和密度增大,碰撞电离激烈,放电面积、平均亮度、电流峰值、振动温度、转动温度、·OH发射强度等都随之增大;脉冲宽度的改变对放电的电学和光学特性影响不大;升高脉冲频率意味着单位时间内输入了更多的能量,放电面积、·OH发射强度增大;增加上升沿时间会导致折合场强降低,电流峰值、·OH发射强度出现下降变化。(3)开展直流叠加脉冲激励下土壤电晕放电研究。叠加电压中直流分量的增大不影响上升沿和下降沿阶段中电流峰值的大小。增大叠加电压中脉冲分量会使脉冲存在阶段的电流峰值都有所提高。直流电压分量的比例越高,放电面积就越大。固定最高电压时,脉冲电压幅值的增加会导致·OH的发射光谱强度先增加后降低。
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