吸收光谱法测量大气压空气介质阻挡放电的臭氧浓度

作者：高坤; 弓丹丹; 刘仁静; 苏泽华; 贾鹏英; 李雪辰^*

来源：光谱学与光谱分析, 2020, 40(02): 461-464.

• 介质阻挡放电
• 发射光谱
• 吸收光谱
• 臭氧浓度
• Beer-Lambert定律

臭氧作为一种强氧化剂和杀菌剂,在污染物降解,食品加工,杀菌消毒,医疗卫生等方面有着非常广泛的应用。大气压介质阻挡放电是一种极为高效的产生臭氧的方法,利用平行平板介质阻挡放电装置,采用交流高压激励,产生了大气压空气非平衡态等离子体。通过测量其电压和发光信号,发现在电压的正、负半周期均存在着许多随机的放电脉冲,并且其脉宽均在几十到几百纳秒之间,这表明其机制是流光放电。放电的光学发射谱包含氮分子的第二正带系(C3Π-B3Π)和第一正带系(B3П-A3П),氮分子离子的第一负带系(B2Σ-X2Σ),以及氧原子谱线(715.7和799.5 nm)。由于流光放电在紫外区域(200～300 nm)没有明显的发射谱线,但臭氧在此区域存在吸收峰,因此可以利用此区域的紫外吸收光谱测量放电产生的臭氧浓度。吸收光谱法可以有效的监测其臭氧浓度的变化情况,其优势在于操作简单,对实验环境要求低,可在放电条件下使用,并且可以连续监测臭氧浓度变化。基于此,通过Beer-Lambert定律计算了臭氧浓度随实验参数的变化,结果发现随外加电压幅值和驱动频率的增加,臭氧浓度升高。这些结果对于大气压介质阻挡放电的工业应用具有重要价值。

• 单位
  滨州学院