[发明专利]一种在原位红外分析装置的原位池中实现介质阻挡放电的装置及方法

说明书

本发明公开了一种在原位红外分析装置的原位池中实现介质阻挡放电的装置及方法，装置包括：高压电源；红外光谱仪；原位池，包括底座、位于底座上的样品池以及罩设在样品池上方的锥形圆顶，底座上还设有气体进、出口，锥形圆顶上设置入射窗、出射窗和观察窗，红外光透过入射窗进入样品池内，经反射和部分折射后从出射窗射出；介质阻挡放电组件，包括伸入锥形圆顶内样品池上方的绝缘套管、插入绝缘套管内的电极Ⅰ以及设置于样品池内底部的电极Ⅱ，电极Ⅰ和电极Ⅱ连接高压电源。本发明实现等离子放电的同时进行红外光谱分析，不影响分析结果，解决以往样品转移过程中的可能影响样品的不确定因素，并使放电过程和红外光谱分析过程变得快速简易。

技术领域

本发明涉及分析检测领域，具体涉及一种在原位红外分析装置的原位池中实现介质阻挡放电的装置及方法。

背景技术

等离子体是除气体、液体和固体之外物质的第四种状态。随着能量水平的提高，物质的状态可以从固体变成到液体，变成到气体，最后转移到等离子体态。气体放电产生低温等离子体的形式主要有辉光放电、电晕放电、微波放电、介质阻挡放电。气体放电基本过程：1)电子造成气体击穿；2)开始传送电流；3)电场内发生电化学反应，气体分子(O₂、H₂O等)吸收电子的能量，形成自由基(O、OH等)；4)具有强氧化活性的自由基在电场内引起或参与一系列化学反应。

等离子体在许多领域都有应用，在环境领域主要包括杀菌消毒、“三废”中的污染物降解、静电除尘等；在材料领域包括利用等离子体进行合成纤维的改性、石墨烯的改性、氮化碳的改性、纳米催化剂的制备等；在能源方面可用于燃料油的加工、柴油重整等。

例如，公告号为CN 207125267U的中国实用新型专利公开了一种食品用等离子体空气杀菌器，包括机身、电源键、等离子体源和杀菌柜，所述机身的底端设有储物柜，所述杀菌柜的下方设有杀菌柜门锁，且杀菌柜的一端固定安装有杀菌柜门拉手，所述电源键的一侧设有温度调节钮和显示屏，且电源键的另一侧设有杀菌启动键，所述杀菌启动键的一侧设有停止显示灯，所述停止显示灯的上方设有运行显示灯，且停止显示灯的下方设有故障显示灯，所述等离子体源的一端设有保温装置。

但是关于这些放电产生的活性化学物质和反应物的中间物质研究不多，如等离子体耦合催化剂去除PM、VOCs等污染物，氧原子和碳结合会形成多种碳氧化合物，或者会吸附到催化剂的活性位点上，但是具体形成什么物质、是什么样地基团并不清楚，致使利用等离子体去除碳颗粒物、VOCs以及NO_X等的机理研究一直受到阻碍。

发明内容

本发明提供一种在原位红外分析装置的原位池中实现介质阻挡放电的装置及方法，可以实现漫反射傅里叶变换红外光谱仪实时监测放电中间产物。

一种在原位红外分析装置的原位池中实现介质阻挡放电的装置，包括：

高压电源；

红外光谱仪；

原位池，该原位池包括底座、位于底座中的样品池以及罩设在样品池上方且与底座可拆卸固定连接的锥形圆顶，所述底座上还设有连通至所述样品池上方的气体进口和连通至样品池底部的气体出口，所述锥形圆顶上设置三个窗口，其中两个窗口处安装红外窗片、另外一个作为观察窗，其中一个红外窗片作为来自所述红外光谱仪的红外光的入射窗，另一个红外窗口作为反射及部分折射红外光的出射窗，红外光透过入射窗进入所述样品池内，经反射和部分折射后从出射窗射出；

介质阻挡放电组件，该介质阻挡放电组件包括伸入所述锥形圆顶内样品池上方且底端封闭的绝缘套管、插入绝缘套管内的电极Ⅰ以及设置于所述样品池内底部的电极Ⅱ，电极Ⅱ的部分或全部边缘与样品池壁接触，所述电极Ⅰ和电极Ⅱ连接所述高压电源。