NO脉冲流光放电激发解离通道的竞争

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NO是当前大气污染气体中最主要的污染气体之一,对人体健康和生态环境具有极大危害。随着人们环保意识的提高,经济有效的NO脱除技术成为NO治理的重要目标。本论文以NO作为主要研究对象,通过对纯NO在脉冲流光放电模式下的发射光谱归属,确定了NO脉冲流光放电的激发解离产物粒子,据此对NO脉冲流光放电脱除动力学过程进行了理论模拟研究。  本文首先对纯NO气体脉冲流光放电发射光谱进行了归属,确定了NO激发解离的主要产物粒子及所处能态。并对主要产物粒子N和N+的相对荧光强度随初级注入电压(即电子激发温度)的变化进行了总结分析,发现N和N+的相对荧光强度随放电等离子体电子激发温度的升高出现相反的变化趋势,即电子激发温度升高时,N原子的相对荧光强度增大,而N+的相对荧光强度却降低。由此确定NO在脉冲流光放电中主要有两个激发解离通道,且二者存在着竞争。  在实验分析的基础上,分别计算了不同电子激发温度下上述两激发解离通道电子碰撞激发截面,并从理论上探讨了两反应通道的竞争机理。竞争的结果就是产物粒子浓度会随电子激发温度的改变而出现相反的改变。依据激发碰撞几率函数归一的原理,在电子激发温度3600K~4800K范围内,分别计算了激发态N和激发态N+离子浓度随激发电子温度的变化。结果与实验结果完全吻合,证明了理论分析的正确性。  依据实验分析确定了脉冲流光放电脱除NO的主要反应过程,并由此建立了NO脱除的动力学微分方程组。利用matlab程序软件对动力学微分方程组进行了数值求解,得到了活性粒子N、N+和O,以及反应最终产物N2和O2浓度随放电时间的变化曲线,结果与本研究课题组的实验结果相吻合。研究结果对NO脱除动力学的深入研究具有重要的参考价值。
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