《多重無聲放電臭氧高效發生技術的基礎研究》是依託南昌大學，由魏林生擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：多重無聲放電臭氧高效發生技術的基礎研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：魏林生
- 依託單位：南昌大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
眾所周知，臭氧產生能耗過大限制了臭氧在傳統的水處理和醫藥行業的大規模套用，同時也阻礙了臭氧氧化產業的進一步拓展。為進一步提高臭氧產生效率，降低臭氧產生能耗，國外學者對多重放電進行探索，探索發現多重無聲放電手段能高效產生臭氧。遺憾的是，這些探索僅基於巨觀的表象研究，未進行深層次的基礎研究。本項目擬從多重無聲放電臭氧產生的反應動力學和流光傳播兩個核心基礎出發，採取理論計算、數值模擬與實驗相結合的方法揭示多重無聲放電臭氧高效發生的反應動力學特性和流光傳播特性，以此來解構多重無聲放電高效臭氧產生的機理，並確定影響臭氧產生的關鍵因素和最佳反應條件。同時，本項目的基礎研究為研究低溫電漿臭氧產生的動力學特性研究和流光傳播特性研究提供了全新的研究方案，對提高臭氧產生效率，進而促進臭氧氧化產業的進一步發展具有重要的意義。
結題摘要
本項目從反應動力學、流光傳播、電能轉換與傳熱三個核心基礎出發，成功地揭示了多重無聲放電高效臭氧發生特性和機理，完成了所有研究內容，並獲得了預期研究結果。在反應動力學方面，創新性地提出和套用一種由微觀機理到巨觀表象的理論研究方案，首先採用了量子化學方法對部分關鍵基元反應進行微觀反應機理研究，然後將其與局部量子化的過渡態理論相結合，計算獲得基元反應動力學參數；然後收集、研究和最佳化了詳細的反應機理體系；最後進行了動力學數值模擬，探討部分影響參數的影響，並進行敏感性和ROP分析，獲得反應路徑圖，以及確定主要粒子和各基元反應對主要粒子的貢獻。在在流光傳播特性方面，採用有限元方法數值求解靜電場的泊松方程，並結合Bosig+編碼求解電子的玻爾茲曼方程，從而獲得多重無聲放電高效臭氧發生器的電場分布和電子能量分布，並進行深入分析各放電之間的相互影響和耦合特性。在電能轉換與傳熱方面，採用有限體積法數值求解質量、動量和能量守恆方程，實現對多重無聲放電臭氧發生進行傳熱和電能轉換分析。同時，輔助於一定的試驗探究，並將理論研究結果與試驗研究結果進行相互驗證。本項目的基礎研究解構了多重無聲放電臭氧高效發生機理，為確定關鍵影響因素和最佳反應條件，以及進一步提高多重無聲放電臭氧發生效率提供依據和指明方向。同時，為研究低溫電漿臭氧產生的動力學特性研究、流光傳播特性、電能轉換和傳熱特性研究提供了全新的研究方案。
