《大功率兩元準分子紫外光源的放電特性研究》是依託復旦大學，由韓秋漪擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：大功率兩元準分子紫外光源的放電特性研究
- 依託單位：復旦大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：韓秋漪
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
大功率兩元準分子紫外光源具有功率密度大、同時輻射2個強窄帶紫外波長、輻照均勻的特點，在光化學工業上有很多潛在套用。本項目從實驗和理論兩方面研究基於介質阻擋放電的大功率同軸和平板結構XeCl*-XeBr*兩元準分子紫外燈，建立平板紫外光源的輻射計量體系，最佳化反射電極、放電間隙、氣壓、氣體配比等放電參數，並根據Boltzmann方程及反應的動力學方程建立放電的能量平衡關係，探討XeCl*和XeBr*兩種準分子在形成過程中的相互影響。本項目提出“光譜輻射效率”作為評價紫外光源輻射特性的綜合指標，可用於評估不同紫外光源在光化學和光生物反應中的有效波輻射效率，為紫外光源選擇提供定量參考指標。項目成果可為紫外光套用的工業生產提供高效可靠的紫外光源。
結題摘要
準分子紫外光源具有發射光譜窄、紫外輻射強、壽命長、功率密度大和形狀任意可變等優點，能夠有效解決特殊光化學和光生物套用中的單色性問題、波長問題及有效波長範圍內的輻射效率問題，在實際工業生產中有著很大的套用前景。平板結構的大功率兩元準分子燈的研究開發，能夠進一步滿足不同套用的需求。 本項目主要對輸入功率密度為200~1200 W/m的平板結構和同軸結構的大功率XeCl*-XeBr*兩元準分子燈的放電特性進行實驗和理論研究。實驗測量了同軸結構和平板結構的單種準分子和兩元準分子放電在氣壓50~600 mbar、鹵素氣體配比0.1%~0.6%、輸入功率150~500 W、放電間隙4.5~10.5 mm等參數下的輻射特性和電特性，計算了對應參數條件下放電的光譜輻射效率曲線，以及準分子特徵窄帶的輻射功率和輻射效率，從而獲得了基於DBD放電的三種準分子紫外光源的最佳氣壓、最佳氣體配比、合適的功率密度和放電間隙範圍等最佳化參數。通過對輻射特性的比較，可以判斷兩種準分子形成比率的影響因素，分析氯和溴兩種鹵素在放電過程中參與反應的競爭機制，明確Xe/Cl2/Br2混合氣體放電的反應機理，為新型準分子紫外光源的開發提供可靠的理論和實驗依據。 本項目獲得了大量XeCl*、XeBr*單種準分子放電以及XeCl*-XeBr*兩元準分子放電的輻射特性研究結果，可以為介質阻擋放電的模型研究提供依據；得到的最佳參數條件，可以套用於大功率UVB紫外光源的研發；本項目提出的“光譜輻射效率”概念，可以用於紫外光源的套用研究，用來評價不同光源在光生物、光化學反應中的實際效果，為光源選擇提供依據；實驗提出的輻射測量公式解決了平面結構紫外光源的測量問題，並可用於可見光燈具的測試，提供了一種簡化的測量方法。 本項目的部分研究結果已用於維生素D光化學合成的套用研究中，製備出的XeCl*和XeBr*準分子燈已被證實可以用於維生素D前體的光化學合成反應，且該準分子燈照射下的維生素D前體轉化率優於低壓汞燈254 nm、紫外螢光燈和中壓汞燈照射的效果。
