可再生能源驱动放电等离子体助推双碳目标策略与路线 被引量：2

1

作者 邵涛 张帅 +4 位作者 章程 高远 孙昊 窦立广 席登科 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第18期7453-7478,I0027,共27页

实现碳达峰、碳中和对促进我国经济高质量发展至关重要。面对现有CO_(2)捕集封存(高能耗)和合成氨(高碳排)技术升级需求,发展基于可再生能源的新型CO_(2)、N_(2)等能源小分子转化利用技术势在必行。为推动等离子体能源小分子转化技术的... 实现碳达峰、碳中和对促进我国经济高质量发展至关重要。面对现有CO_(2)捕集封存(高能耗)和合成氨(高碳排)技术升级需求,发展基于可再生能源的新型CO_(2)、N_(2)等能源小分子转化利用技术势在必行。为推动等离子体能源小分子转化技术的发展,助力国家重大需求、实现碳中和目标,该文分别围绕可再生能源驱动等离子体产生、等离子体CO_(2)转化利用、等离子体固氮和合成氨、等离子体氨/大分子裂解燃烧、等离子体催化材料和催化耦合等方面,规划建议高压放电等离子体技术助推“双碳”战略目标的策略与路线,以期为实现C、H和N绿色循环提供有效的解决方案。 展开更多

关键词 碳达峰、碳中和 低温等离子体 CO_(2)利用 合成氨 可再生能源

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脉冲火花放电等离子体能源转化的现状和挑战 被引量：1

2

作者 张帅 章程 邵涛 《石油学报（石油加工）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期963-976,共14页

“3060双碳”目标约束下,预计2050年中国以风能、水电、太阳能为主要能源的可再生电力占比将超过60%,直接利用可再生电力制备化学品将成为重要发展趋势。基于可再生电力驱动等离子体技术的能源转化是最具可能性的潜在途径之一,多种气体... “3060双碳”目标约束下,预计2050年中国以风能、水电、太阳能为主要能源的可再生电力占比将超过60%,直接利用可再生电力制备化学品将成为重要发展趋势。基于可再生电力驱动等离子体技术的能源转化是最具可能性的潜在途径之一,多种气体放电形式的低温等离子体能源转化技术颇受关注。概述了脉冲火花放电等离子体在固氮、CO_(2)转化、CH_(4)裂解、高碳烃裂解等多种能源转化反应中的应用进展和技术难题,探讨了快脉冲放电中引导气体击穿机制、气体快速加热机制、通道膨胀效应、链式自由基化学反应等物理化学过程,并提出了利用等离子体诊断手段(条纹相机、场致激光二次谐波,激光诱导荧光、相干反斯托克斯拉曼散射等)和耦合模拟仿真方法(PIC-MCC、流体、反应动力学模型)揭示高能电子、发光图像、空间电场、关键自由基和振动态的演化过程。 展开更多

关键词 低温等离子体 脉冲放电 氧化固氮 CO_(2)/CH_(4)干重整 CH_(4)裂解

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等离子体改性提高染污硅橡胶绝缘沿面性能 被引量：3

3

作者 刘宇舜 陈奕凯 +3 位作者 余嘉川 牛雷 王浩舟 任成燕 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1301-1310,共10页

表面积污后电荷消散速率减慢与憎水性丧失是降低硅橡胶(SIR)复合绝缘子沿面绝缘性能的重要因素。文中采用常压脉冲滑动弧等离子体发生装置,对人工涂污高温硫化(HTV)硅橡胶进行不同时间(0~3 min)的表面改性。利用表面电位测量系统和傅里... 表面积污后电荷消散速率减慢与憎水性丧失是降低硅橡胶(SIR)复合绝缘子沿面绝缘性能的重要因素。文中采用常压脉冲滑动弧等离子体发生装置,对人工涂污高温硫化(HTV)硅橡胶进行不同时间(0~3 min)的表面改性。利用表面电位测量系统和傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)研究等离子体处理对染污硅橡胶试样表面电荷运动特性、憎水性及化学成分的影响,测试处理前后染污试样的表面介电性能。研究结果表明:不同时间下的等离子体处理均可加快试样表面电荷消散速率,处理过程中引入大量浅陷阱,陷阱能级深度和陷阱电荷密度均下降,减弱了试样表面捕获电子的能力,抑制电荷积聚;试样体积电阻率几乎不受等离子体处理影响,但表面电阻率的减小使电荷更易沿试样表面运动消散;等离子体处理后,试样干燥和湿润条件下的沿面耐压均获得提升。等离子体处理使试样在短时间内恢复憎水性,处理时间越长,憎水性改善越明显;等离子体处理后更多的硅氧烷小分子迁移至污层表面使憎水性提高。 展开更多

关键词 等离子体改性 滑动弧放电 硅橡胶 表面电荷运动 憎水性

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低温等离子体-催化剂协同催化CO_(2)转化进展 被引量：25

4

作者 高远 窦立广 +2 位作者 李江伟 李嘉聪 邵涛 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期1607-1619,共13页

低温等离子体中存在大量高能电子、离子、自由基等活性粒子,可使参与反应的小分子在体系未达到热力学平衡的情况下活化转化,在CO_(2)的断键活化和表面偶联成键方面显示出独特的优势。文中主要对最近几年来国内外低温等离子体催化CO_(2)... 低温等离子体中存在大量高能电子、离子、自由基等活性粒子,可使参与反应的小分子在体系未达到热力学平衡的情况下活化转化,在CO_(2)的断键活化和表面偶联成键方面显示出独特的优势。文中主要对最近几年来国内外低温等离子体催化CO_(2)直接分解、CO_(2)/CH_(4)重整、CO_(2)加氢和CO_(2)参与的其它反应进行概述,特别关注了等离子体-催化剂在反应中的协同效应和转化机制,同时也对典型转化性能进行归纳。基于目前的研究现状,分析了等离子体-催化剂协同催化CO_(2)转化中存在的问题与挑战,主要包括工艺放大、产物纯化以及转化效果和能量效率解耦等问题。最后对未来的发展方向进行了展望。 展开更多

关键词 低温等离子体 二氧化碳转化 等离子体催化 协同效应 转化机制

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基于原子光谱Stark展宽高压放电等离子体电子密度计算

5

作者 曾鑫 张帅 +2 位作者 白晗 章程 邵涛 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期4579-4588,I0035,共11页

基于原子光谱Stark展宽法是计算等离子体电子密度最主要的方法之一,然而该方法计算步骤复杂、参量繁多,常常采用简化方法进行计算。针对特定谱线的简化处理可能会显著影响电子密度的计算结果。为提升计算的准确性,该文基于非简化和细致... 基于原子光谱Stark展宽法是计算等离子体电子密度最主要的方法之一,然而该方法计算步骤复杂、参量繁多,常常采用简化方法进行计算。针对特定谱线的简化处理可能会显著影响电子密度的计算结果。为提升计算的准确性,该文基于非简化和细致的Stark展宽计算原理设计和开发等离子体电子密度分析方法和程序。基本思路是采用复误差函数从光谱的Voigt线型反卷积分离Gaussian展宽和Lorentzian展宽,基于谱线和环境参数计算各个展宽后分离出Stark展宽,从而获得相应条件下的电子密度。通过上述方法,计算微波等离子体射流、脉冲介质阻挡放电和脉冲火花放电的电子密度分别为10^(14)、10^(15)和10^(17) cm^(−3)量级,并选择不同谱线交叉验证发现不同放电形式时电子密度计算的准确性差异较大。通过误差分析发现温度、气压等环境参数和原子秉性对电子密度估算均有影响,而考虑范德瓦尔兹展宽可显著提升电子密度计算的准确性。 展开更多

关键词 Stark展宽 等离子体电子密度 发射光谱

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脉冲等离子体驱动CO_(2)加氢制备CH_(3)OH电学参数调控对转化特性的影响 被引量：2

6

作者 杜军 李嘉聪 +3 位作者 高远 窦立广 潘杰 邵涛 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期3275-3285,共11页

化石燃料的大量燃烧带来的CO_(2)排放导致的极端环境问题日益严重,因此,开发温和、原位的CO_(2)转化技术路线有助于实现我国“双碳”目标。为此在无催化剂条件下利用纳秒脉冲介质阻挡放电等离子体驱动CO_(2)加氢制备CH_(3)OH,主要研究... 化石燃料的大量燃烧带来的CO_(2)排放导致的极端环境问题日益严重,因此,开发温和、原位的CO_(2)转化技术路线有助于实现我国“双碳”目标。为此在无催化剂条件下利用纳秒脉冲介质阻挡放电等离子体驱动CO_(2)加氢制备CH_(3)OH,主要研究了脉冲参数,即脉宽、电压幅值、脉冲上下沿对反应体系中电学特性和转化特性的影响,并讨论了其反应机理。实验结果表明,反应物转化率和产物分布与电场变化密切相关。在缺省参数设置下,随着脉宽的增大,反应物转化率不断升高,在脉宽为2500 ns时CO_(2)、H_(2)转化率分别达到最大值6.8%、3.1%;此外,脉冲上下沿的减小有利于液体产物的生成,当脉冲上升沿从500 ns减小至100 ns,总液体选择性达到最大值38.4%;当脉冲下降沿从500 ns减小至100 ns,CH_(3)OH选择性达到最大值31.8%。该研究结果为等离子体驱动CO_(2)加氢制备CH_(3)OH的转化效果优化提供了研究借鉴。 展开更多

关键词 纳秒脉冲 介质阻挡放电 CO_(2)加氢 合成醇 脉冲参数

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纳秒脉冲介质阻挡放电等离子体驱动CH_(4)-CH_(3)OH转化制备液态化学品的特性研究 被引量：10

7

作者 黑雪婷 高远 +3 位作者 窦立广 李江伟 陈根永 邵涛 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第15期3941-3950,共10页

开发非合成气路线的 CH-CHOH 直接制取高碳液态化学品转化技术可有效规避传统工业中面临的高危反应条件、废水排放、原子经济性低等问题。该文以 CH、CHOH 为原料,采用纳秒脉冲放电等离子体驱动 CH-CHOH 直接合成 C-C液态产品,主要探究... 开发非合成气路线的 CH-CHOH 直接制取高碳液态化学品转化技术可有效规避传统工业中面临的高危反应条件、废水排放、原子经济性低等问题。该文以 CH、CHOH 为原料,采用纳秒脉冲放电等离子体驱动 CH-CHOH 直接合成 C-C液态产品,主要探究了 Ar 添加和脉冲上升沿、下降沿对 CH-CHOH 放电中电学特性和转化特性的影响,并进行机理探究。实验结果表明,CH-CHOH-HO 体系实验的主要气态产品为 H、CO、CH和 CH,主要液态产品为 CHOH、CHOH。总流速固定时,Ar 添加后产生的彭宁电离有利于液态产品的生成,总液体选择性最高为 16.4%;在电压和频率固定时,变化六种不同的上升沿、下降沿条件,发现较大的上升沿、下降沿有利于液态产品的生成,当上升沿、下降沿为 500ns 时,总液体选择性为 14.7%。 展开更多

关键词 纳秒脉冲 介质阻挡放电 甲烷转化 等离子体化学

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脉冲介质阻挡放电等离子体甲基萘加氢转化

8

作者 范喆 孙昊 +4 位作者 张帅 窦立广 韩伟 杨清河 邵涛 《石油学报（石油加工）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1133-1141,共9页

随着全球石油资源重质化程度不断加深,常规石油加氢工艺正面临愈发严重的挑战。低温等离子体技术为缓解加氢工艺中高温、高压、催化剂失活等难题提供了新思路。选择1-甲基萘作为重质油模型化合物,在无催化剂的温和条件下研究脉冲介质阻... 随着全球石油资源重质化程度不断加深,常规石油加氢工艺正面临愈发严重的挑战。低温等离子体技术为缓解加氢工艺中高温、高压、催化剂失活等难题提供了新思路。选择1-甲基萘作为重质油模型化合物,在无催化剂的温和条件下研究脉冲介质阻挡放电等离子体加氢的转化规律和反应机理。结果表明:甲基萘在氢气等离子体中容易发生饱和加氢反应,而在甲烷等离子体中则更易发生不饱和加氢反应;增大脉冲电压与脉冲重复频率有利于等离子体甲基萘加氢,但过高会导致加氢反应向裂解反应转变。获得了等离子体甲基萘加氢反应的发射光谱和Hα谱线演化过程,估算气体温度约为350 K,结合密度泛函计算结果推测等离子体甲基萘加氢是H自由基引发的芳香环逐步加氢反应。研究结果为后续等离子体加氢研究提供了参考。 展开更多

关键词 脉冲放电 低温等离子体 加氢 重质油 甲基萘

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低温等离子体技术在重质油加工领域的研究进展 被引量：20

9

作者 孙昊 范喆 +2 位作者 韩伟 杨清河 邵涛 《石油学报（石油加工）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1250-1260,共11页

随着全球石油资源重质化趋势不断加剧,常规重质油加工技术面临着愈发严峻的挑战。低温等离子体技术作为一种新兴的分子活化手段,具有原料适应性强、工艺流程短、碳排放低等优势,为重质油高效加工利用提供了新思路。围绕制备乙炔、碳纳... 随着全球石油资源重质化趋势不断加剧,常规重质油加工技术面临着愈发严峻的挑战。低温等离子体技术作为一种新兴的分子活化手段,具有原料适应性强、工艺流程短、碳排放低等优势,为重质油高效加工利用提供了新思路。围绕制备乙炔、碳纳米材料、合成气及加氢产物等应用方向,介绍低温等离子体技术在重质油加工领域的国内外研究进展,归纳重质油及其模型化合物在不同反应体系的转化规律、调控方法和反应机理,总结现有低温等离子体重质油加工技术的优势与不足,同时探讨低温等离子体技术未来的发展机遇与挑战,并对该技术规模化应用提出建议。 展开更多

关键词 重质油 低温等离子体 乙炔 碳纳米材料 合成气 加氢

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微波等离子体辅助溶胶凝胶法制备Ni/CeO_(2)催化剂及其甲烷干重整催化性能 被引量：7

10

作者 潘如政 臧子豪 +3 位作者 黄邦斗 朱文超 章程 邵涛 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期3696-3704,共9页

催化剂的粒径对其催化性能有很大影响,为了提高催化剂的性能及制备效率,提出了一种微波等离子体辅助溶胶凝胶法制备催化剂的方法,制备了物质的量比n(Ni):n(Ce)=1:10、1:20、1:100的Ni/CeO_(2)催化剂。对其甲烷干重整催化性能进行评价。... 催化剂的粒径对其催化性能有很大影响,为了提高催化剂的性能及制备效率,提出了一种微波等离子体辅助溶胶凝胶法制备催化剂的方法,制备了物质的量比n(Ni):n(Ce)=1:10、1:20、1:100的Ni/CeO_(2)催化剂。对其甲烷干重整催化性能进行评价。结果表明:n(Ni):n(Ce)=1:20时对甲烷干重整活性最高。并且微波等离子体辅助溶胶凝胶法制备催化剂(n(Ni):n(Ce)=1:20)的活性和高空速转化性能均高于传统浸渍法制备的催化剂(n(Ni):n(Ce)=1:20)。对微波等离子体辅助溶胶凝胶法和浸渍法制备的催化剂(n(Ni):n(Ce)=1:20)的XRD、SEM表征:XRD谱图显示微波等离子体辅助溶胶凝胶法制备催化剂CeO2峰的半高宽大于浸渍法制备的催化剂;通过SEM表征得到微波等离子体辅助溶胶凝胶法)浸渍法)制备的催化剂颗粒主要分布在50~100 nm(100~150 nm),约占比41%(37%)。基于对放电光谱的分析,微波等离子体辅助溶胶凝胶法引入了NH、OH等活性基团,并且提供了148 K/ms的淬冷速率,较高的淬冷速率会有效降低催化剂粒径,提高催化活性。 展开更多

关键词 微波等离子体 催化剂制备 溶胶凝胶法 甲烷干重整 催化活性

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纳秒脉冲介质阻挡放电等离子体氮还原合成氨的研究 被引量：16

11

作者 康少芬 张帅 +3 位作者 陈晓晓 任成燕 陈根永 邵涛 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期368-375,共8页

氨气(NH3)可以合成富含氮的化肥,还是不含碳的能量载体。工业合成氨工艺通常在高温高压条件下进行,会消耗大量能源且伴随着温室气体的排放。低温、常压下的非热平衡等离子体为合成氨提供了一种有潜力、可持续的途径。为此以氮气和氢气... 氨气(NH3)可以合成富含氮的化肥,还是不含碳的能量载体。工业合成氨工艺通常在高温高压条件下进行,会消耗大量能源且伴随着温室气体的排放。低温、常压下的非热平衡等离子体为合成氨提供了一种有潜力、可持续的途径。为此以氮气和氢气为原料,在低温常压下用脉冲介质阻挡放电等离子体合成氨,主要探究了脉冲参数(脉冲峰值电压、脉冲重复频率、脉冲上升沿)对合成氨体积分数的影响。此外,还考察了气体体积比例、填充氩气和放电间隙对合成氨的影响,分析电学特性和发光图像。结果表明,在电压12 kV、重复频率3k Hz、气体体积比例N2:H2=2:1条件下,NH3体积分数最高可达17 600×10–6,相应的能量效率为1.61 g/k Wh。脉冲重复频率对氨气体积分数有显著影响,增大脉冲重复频率,单位时间内高能电子的数量增加并且运动加剧,更多的N2、H2分子被激发或解离从而NH3体积分数增大。 展开更多

关键词 纳秒脉冲放电 介质阻挡放电 合成氨 脉冲参数 能量效率

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不同脉冲参数下等离子体活化水活性氮特性 被引量：12

12

作者 满晨曦 黄邦斗 +3 位作者 章程 徐元中 吴铁洲 邵涛 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期2326-2335,共10页

等离子活化水能够产生丰富的活性粒子,在农业生产、果蔬消毒、生物医疗等领域有着广泛的应用。为此设计了一种基于微气泡技术的活化水产生装置,并研究了脉冲参数(上升沿、脉冲宽度)对活化水中活性氮特性的影响规律。测量了活化水中NO_(... 等离子活化水能够产生丰富的活性粒子,在农业生产、果蔬消毒、生物医疗等领域有着广泛的应用。为此设计了一种基于微气泡技术的活化水产生装置,并研究了脉冲参数(上升沿、脉冲宽度)对活化水中活性氮特性的影响规律。测量了活化水中NO_(2)-和NO_(3)-浓度及pH值,计算了不同脉冲参数下消耗单位能量所产生活性粒子的通量,并讨论了微气泡破裂对活性氮物质的影响机制。结果表明,采用液相微气泡放电产生等离子体的方式能有效提升活化水活性物质浓度。上升沿较快、宽度较窄的脉冲有利于活性物质的产生。百纳秒量级脉冲激励的活性氮产量最高,其中NO_(3)-浓度为36×10^(-2)mmol/L,NO_(2)-浓度为18×10^(-2)mmol/L。不同脉冲参数下对应的能耗最高时为4.54 W,最低时为1.99 W。该研究为等离子体活化水装置的设计和活性粒子浓度的提升方法提供了依据。 展开更多

关键词 液相放电 等离子体活化水 微气泡 脉冲参数 活性氮

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高压放电等离子体研究现状及发展趋势 被引量：19

13

作者 文韬 向念文 +2 位作者 章程 沙致远 邵涛 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期3226-3239,共14页

文中概述了2022年全国高电压与放电等离子体学术会议。根据会议的学术报告,并结合近年来高压放电等离子体领域的研究热点,从特性机理研究和应用研究两方面总结和分析了高压放电等离子体的研究现状和发展趋势。其中,特性机理研究主要围... 文中概述了2022年全国高电压与放电等离子体学术会议。根据会议的学术报告,并结合近年来高压放电等离子体领域的研究热点,从特性机理研究和应用研究两方面总结和分析了高压放电等离子体的研究现状和发展趋势。其中,特性机理研究主要围绕等离子体激励源及其特性研究、等离子体诊断和等离子体数值仿真等3个方面进行展开,应用研究则主要集中在材料改性、能源转化、环境治理、生物医学和航空航天等领域。从会议相关内容来看,国内对于高压放电等离子体的研究业已取得了良好进展,特性机理研究和应用研究间彼此相互渗透、共同发展。在未来的研究中,需重点突破时空多尺度问题、等离子体剂量特性、等离子体参数精细化调控技术和面向不同工质的均匀稳定放电产生技术等共性科学问题;同时针对高压放电等离子体共性关键科学问题和特定领域应用研究开展重点攻关,建立面向实际应用的等离子体工艺技术。伴随着高压放电等离子体技术与其他研究领域间的联系日趋紧密,相信未来将有更高水平的优秀科研成果不断涌现。 展开更多

关键词 高压放电 等离子体 特性机理 应用 学术交流

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氧含量对大气压等离子体薄膜沉积提高环氧树脂沿面耐压的影响 被引量：17

14

作者 王婷婷 章程 +3 位作者 张福增 马翊洋 罗兵 邵涛 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期3708-3714,共7页

大气压等离子体改性可以有效提高环氧树脂(Al2O3-ER))表面沿面耐压特性。为了进一步提高放电均匀性和处理效果,研究了氧气(O2)对大气压等离子体射流薄膜沉积效果的影响。实验时氩气(Ar)作为载气,正硅酸四乙酯(TEOS)作为前驱气体。实验... 大气压等离子体改性可以有效提高环氧树脂(Al2O3-ER))表面沿面耐压特性。为了进一步提高放电均匀性和处理效果,研究了氧气(O2)对大气压等离子体射流薄膜沉积效果的影响。实验时氩气(Ar)作为载气,正硅酸四乙酯(TEOS)作为前驱气体。实验中保持通入射流管的Ar/TEOS混合气体含量不变,基底加热温度设为100℃,沉积3min,研究了氧含量对薄膜沉积的影响规律。实验结果表明Ar/TEOS混合气体中通入适量O2后,Al2O3-ER表面的Si—O—Si和Si—OH基团的吸收峰增强,Si元素和O元素的含量增加,这主要与Ar/O2反应中的潘宁电离增强、TEOS充分裂解有关。表面样貌观察结果表明不加氧时的表层出现与薄膜较为融合的纳米颗粒,添加0.8%O2后的表面呈现紧密的絮状结构。此外,表面电位分布测试表明添加1.6%O2后的峰值电位下降约50%,同时闪络电压平均值提高34.2%。实验结果为进一步优化薄膜沉积条件,提高Al2O3-ER沿面闪络性能研究提供了参考。 展开更多

关键词 等离子体 薄膜沉积 氧含量 潘宁电离 闪络电压

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基于二元布气的大气压等离子体沉积TiO_(2)功能层提高陶瓷表面绝缘性能 被引量：4

15

作者 赵鸣鸣 于维鑫 +3 位作者 孔飞 章程 程显 邵涛 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第13期3404-3412,共9页

真空/固体介质界面的绝缘性能相对较低,真空沿面闪络现象时有发生,严重威胁高压电气设备、脉冲功率系统的安全可靠运行。为提高陶瓷材料在真空中的表面绝缘性能,该文采用大气压等离子体沉积技术,以钛酸四乙酯与乙醇的混合溶液为前驱物,... 真空/固体介质界面的绝缘性能相对较低,真空沿面闪络现象时有发生,严重威胁高压电气设备、脉冲功率系统的安全可靠运行。为提高陶瓷材料在真空中的表面绝缘性能,该文采用大气压等离子体沉积技术,以钛酸四乙酯与乙醇的混合溶液为前驱物,利用二元布气的反应器在陶瓷表面沉积二氧化钛(TiO_(2))薄膜。通过调控沉积条件,得到均匀致密的TiO_(2)功能层,并对沉积改性前后材料表面的理化特性、表面电荷特性、电荷陷阱分布以及在真空中的沿面闪络特性进行测量和表征。实验结果表明:当基底温度为25℃时,大气压等离子体沉积处理在陶瓷表面引入TiO_(2)功能层后,样品表面陷阱能级最低,电荷消散速度最快,与未处理样品相比,闪络电压提高39%;当基底温度升高至80℃时,TiO_(2)功能层致密均匀,样品表面陷阱能级最高,电荷陷阱逐渐变为深陷阱,闪络电压提高58%。通过大气压等离子体改性技术在绝缘材料表面沉积TiO_(2)功能层,能够有效提高陶瓷的表面绝缘性能,为后续工程应用提供新的改性途径。 展开更多

关键词 大气压等离子体 沉积氧化铝 陶瓷TiO_(2)表面电荷 闪络电压

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大气压低温等离子体发射光谱检测含磷有毒气体(模拟剂)方法研究 被引量：3

16

作者 杨金传 安金龙 +4 位作者 李聪 朱文超 黄邦斗 章程 邵涛 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1728-1734,共7页

化学气体毒剂杀伤快、易扩散、难处置,一旦使用或泄露将对国家安全和社会稳定造成巨大威胁,因此有必要发展一种可以现场实时检测化学毒害气体的方法。目前,传统气体检测方法主要包括红外吸收光谱、气相色谱/质谱、离子迁移谱和各种气体... 化学气体毒剂杀伤快、易扩散、难处置,一旦使用或泄露将对国家安全和社会稳定造成巨大威胁,因此有必要发展一种可以现场实时检测化学毒害气体的方法。目前,传统气体检测方法主要包括红外吸收光谱、气相色谱/质谱、离子迁移谱和各种气体传感器等,但其便携性、灵敏度、广谱性难以兼得,无法完全满足现场检测需求。基于发射光谱(OES)响应快、灵敏度高、广谱性好、可重复性强的独特优势,提出了一种大气压低温等离子体发射光谱检测技术。分别以纳秒高压脉冲、直流自脉冲和微波作为等离子体激励源,使用毒性较小的甲基膦酸二甲酯(DMMP)作为沙林模拟剂进行发射光谱检测;以乙醇作为环境有机干扰物,对乙醇与DMMP光谱进行了主成分分析;并探究了放电脉冲频率与特征光谱强度的关系。结果表明,三种激励源产生的等离子体都可辨别出DMMP特征光谱:P原子特征谱线波长为213.82和215.09 nm,PO基团谱带波长为253.67和255.6 nm。光谱识别度方面,使用微波激励源时DMMP特征光谱最为明显,而使用纳秒脉冲与直流自脉冲激励源时光谱连续本底强烈。方法适用性方面,微波等离子体无电极污染、但需要氩气维持,可作为建立毒害气体发射光谱数据库的手段;而纳秒脉冲与直流自脉冲激励源可在常压空气环境中直接检测。三种激励形式下等离子体区域都存在气体加热效应,微波等离子体气体温度最高(约1300 K),而纳秒脉冲和直流自脉冲放电气体温度相近(分别约为980和880 K)。研究发现,提升脉冲重复频率可以显著增加DMMP特征光谱强度,其与脉冲频率在1~40 kHz内呈线性关系(相关系数大于0.98)。所提出的大气压等离子体发射光谱检测方法具有响应快、操作简单等优点,可扩展性强、具有小型化潜力,为毒害气体快速检测装备研发提供了技术参考。 展开更多

关键词 大气压等离子体 光谱诊断 气体检测

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硅橡胶绝缘裂纹缺陷的等离子体修复研究 被引量：5

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作者 黄泓贸 谢坤 +3 位作者 刘宇舜 郭继远 任成燕 邵涛 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2023年第8期41-49,共9页

为研究等离子体技术在电力设备绝缘缺陷修复方面的应用效果,本文开展了电缆终端硅橡胶绝缘裂纹缺陷的等离子体修复研究。在硅橡胶绝缘试样表面人工模拟划痕缺陷,以正硅酸乙酯为前驱物,氩气作为载气,通过等离子体射流平台对硅橡胶绝缘表... 为研究等离子体技术在电力设备绝缘缺陷修复方面的应用效果,本文开展了电缆终端硅橡胶绝缘裂纹缺陷的等离子体修复研究。在硅橡胶绝缘试样表面人工模拟划痕缺陷,以正硅酸乙酯为前驱物,氩气作为载气,通过等离子体射流平台对硅橡胶绝缘表面划痕开展修复实验,研究了等离子体处理时间对附件绝缘缺陷修复效果的影响,测量了等离子体修复前后绝缘样品的体积电阻率和沿面闪络电压。同时采用多针电极对修复前后的绝缘样品开展电晕老化实验,并对老化前后的样品表面特性进行了测量。结果表明:等离子体修复可以有效提高硅橡胶绝缘表面缺陷处的闪络电压和体积电阻率,当修复时间为4 min时,缺陷附近的绝缘特性接近完好试样;电晕老化导致绝缘分子链断裂,使绝缘缺陷处的电气性能进一步下降;经过等离子体修复后的绝缘样品,其体积电阻率、闪络电压和击穿场强在电晕老化后仍高于未修复的缺陷试样,表明等离子体修复硅橡胶绝缘样品的抗电晕老化效果较好。 展开更多

关键词 硅橡胶绝缘 缺陷修复 放电等离子体 电气性能

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脉冲滑动弧空气等离子体提升染污硅橡胶憎水性及闪络特性 被引量：6

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作者 余嘉川 徐岸非 +3 位作者 黄邦斗 邓禹 刘健犇 刘宇舜 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期3324-3334,共11页

憎水性丧失导致硅橡胶绝缘子污闪是电力系统稳定运行的潜在隐患,为了快速在线提升染污硅橡胶表面憎水性,使用脉冲高压电源以空气作载气产生滑动弧等离子体(功耗仅12 W),对不同种类自然积污和不同灰密人工染污硅橡胶试样改性实验。结果表... 憎水性丧失导致硅橡胶绝缘子污闪是电力系统稳定运行的潜在隐患,为了快速在线提升染污硅橡胶表面憎水性,使用脉冲高压电源以空气作载气产生滑动弧等离子体(功耗仅12 W),对不同种类自然积污和不同灰密人工染污硅橡胶试样改性实验。结果表明,脉冲滑动弧处理能短时间内大幅提升鸟粪染污试样憎水性。对于人工染污硅橡胶试样,滑动弧扫描60~90 s,便使0.125 mg/cm^(2)和0.25 mg/cm^(2)灰密试样表面接触角由50°左右提升至超过130°,而未处理试样自然迁移数天也难以达到同样效果。发射光谱、扫描电子显微镜及傅里叶变换红外光谱分析表明,滑动弧能够破坏硅橡胶表面污层的致密结构、制造出大量微孔,加速硅橡胶中小分子硅氧烷迁移至污层表面。污闪试验结果表明,滑动弧处理后人工染污硅橡胶试样污闪电压有了较大提升。 展开更多

关键词 脉冲放电 表面改性 硅橡胶 憎水性 污闪

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射频等离子体辅助制备S_(2)O_(8)^(2-)/CeO_(2)固体超强酸催化剂的研究 被引量：1

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作者 王凯强 张旭东 +5 位作者 许德鑫 黄邦斗 朱长辉 田保河 李秀兰 朱文超 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期189-193,199,共6页

以商用CeO_(2)为载体,采用过量浸渍法浸渍(NH_(4))_(2)S_(2)O_(8)溶液,用射频等离子体以辉光放电形式辅助制备了S_(2)O_(8)^(2-)/CeO_(2)-RF固体超强酸催化剂。利用XRD、SEM、BET、FT-IR、Py-IR等对催化剂的孔结构、键结合方式、微观形... 以商用CeO_(2)为载体,采用过量浸渍法浸渍(NH_(4))_(2)S_(2)O_(8)溶液,用射频等离子体以辉光放电形式辅助制备了S_(2)O_(8)^(2-)/CeO_(2)-RF固体超强酸催化剂。利用XRD、SEM、BET、FT-IR、Py-IR等对催化剂的孔结构、键结合方式、微观形貌、酸量及酸性质等进行了表征。通过色氨酸与甲醇的酯化反应评价了S_(2)O_(8)^(2-)/CeO_(2)-RF固体超强酸催化剂的活性。结果表明,与传统600℃焙烧法相比,射频辉光放电等离子体辅助制备的催化剂比表面积大、颗粒分散、酸量高、反应速率快。在反应温度为150℃、反应压力为1 MPa的条件下,S_(2)O_(8)^(2-)/CeO_(2)-RF催化剂上色氨酸甲酯的产率为82%,并且在1.5 h后反应趋近平衡。 展开更多

关键词 射频等离子体 固体超强酸催化剂 氧化铈 酯化反应 色氨酸甲酯

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低温等离子体转化CO_(2)/H_(2)O研究进展与提升策略

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作者 夏凌寒 高远 +4 位作者 李伊濛 宋妮欣 成永红 邵涛 孟国栋 《电气工程学报》 2025年第4期361-375,共15页

低温等离子体(Low temperature plasma,LTP)可以将热力学稳定的CO_(2)和H_(2)O转化为高附加值产物,在CO_(2)资源化利用和能源转化等领域有广阔前景,但是H_(2)O的强猝灭效应使得LTP转化CO_(2)/H_(2)O的性能提升极具挑战。本文综述了LTP转... 低温等离子体(Low temperature plasma,LTP)可以将热力学稳定的CO_(2)和H_(2)O转化为高附加值产物,在CO_(2)资源化利用和能源转化等领域有广阔前景,但是H_(2)O的强猝灭效应使得LTP转化CO_(2)/H_(2)O的性能提升极具挑战。本文综述了LTP转化CO_(2)/H_(2)O的研究进展,包括LTP转化CO_(2)/H_(2)O的反应动力学,以及不同LTP、催化剂、反应器对CO_(2)/H_(2)O转化性能的影响。通过对转化性能和反应机理分析,发现H_(2)O对电子的强吸附效应、产物复合反应和H原子的低密度、副反应的竞争分别是抑制原料气转化率和高附加值产物选择性的关键。针对上述问题,本文从反应器优化、引入其他反应物、催化剂设计和串联催化四个方面,提出性能提升策略。最后,对LTP转化CO_(2)/H_(2)O的重点研究方向进行了展望。 展开更多

关键词 低温等离子体 CO_(2)资源化利用 CO_(2)/H_(2)O转化 等离子体催化 反应机理

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