CN103274376B - 一种大气压空气源微孔等离子体放电制no气体的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种大气压空气源微孔等离子体放电制NO气体的方法，包括以下步骤：（1）空气以0.25～8升/分钟的流量由微孔间隙放电装置进入气体反应室，在气体反应室内停留2～60秒后导出；（2）在微孔间隙放电装置上施加电压为1～6千伏特，电流为10～60毫安的直流电。本发明采用一种廉价的空气为气源，利用大气压等离子体间隙放电产生的等离子体射流，让气体粒子在后续空腔内充分反应，可以在较快时间内迅速产生一氧化氮气体，此方法仅需清洁的电能，无需其它的化学物质或催化剂辅助，且一氧化氮浓度达100～830ppm，此方法是一种绿色、便捷和高效的等离子体化学制备方法。
Description
技术领域
本发明属于一氧化氮的制备领域，具体涉及一种大气压空气源微孔等离子体放电制NO气体的方法及装置。
背景技术
一氧化氮（NO）在医学上具有舒张血管作用和对细菌有灭活作用，对非典型性肺炎(Severe Acute Respiratory Syndrome．SARS)有显著的缓解作用。工业上一般用氨气在铂催化下氧化生成一氧化氮，而生物学上的一氧化氮的产生大致分为酶生性一氧化氮和非酶生性一氧化氮，非酶生性通过硝酸甘油、硝普纳等临床药物产生。
发明内容
本发明的目的是提供一种不同于上述现有技术的制备NO的方法。
本发明的另一目的是提供一种实现上述方法的装置。
本发明实现上述目的所采用的技术方案如下：
一种大气压空气源微孔等离子体放电制NO气体的方法，包括
（1）空气以0.25～8升/分钟的流量由微孔间隙放电装置进入气体反应室，在气体反应室内停留2～60秒后导出；
（2）在微孔间隙放电装置上施加电压为1～6千伏特，电流为10～60毫安的直流电。
进一步，所述微孔间隙放电装置由高压电极、接地电极和绝缘层构成；所述接地电极为一端带有管帽的圆管，在管帽上开有圆孔；所述高压电极为两端开口的圆管；高压电极套在接地电极内，高压电极与接地电极之间用绝缘层隔开，高压电极的管口与接地电极的管帽的距离为0.1～2毫米，高压电极和接地电极分别与直流电源的正极和负极电连接。
进一步，所述绝缘层为绝缘陶瓷、石英石或三氧化二铝。
进一步，所述圆孔的直径为0.5～1.5毫米。
为实现上述大气压空气源微孔等离子体放电制NO气体，本发明提供一种大气压空气源微孔等离子体放电制NO气体的装置，该装置包括微孔间隙放电装置和气体反应室；所述微孔间隙放电装置由高压电极、接地电极和绝缘层构成；所述接地电极为一端带有管帽的圆管，在管帽上开有圆孔；所述高压电极为两端开口的圆管；高压电极套在接地电极内，高压电极与接地电极之间用绝缘层隔开，高压电极的管口与接地电极的管帽的距离为0.1～2毫米，高压电极和接地电极分别与直流电源的正极和负极电连接；所述接地电极带管帽的一端通过导气管与气体反应室的入口连接，在气体反应室底部设有气体出口。
进一步，在气体反应室内设有搅拌装置。
进一步，所述搅拌装置正对着气体反应室的入口。
进一步，所述绝缘层为绝缘陶瓷、石英石或三氧化二铝。
进一步，所述圆孔的直径为0.5～1.5毫米。
进一步，所述气体反应室设有冷却水套。
有益效果：本发明采用一种廉价的空气为气源，利用大气压等离子体间隙放电产生的等离子体射流，借助直流高压大气压空气源等离子体放电的特性和化学反应特性，让其气体粒子在后续空腔内充分反应，避免了其他的气体成分的产生，如臭氧和一氧化二氮，可以在较快时间内迅速产生一氧化氮气体，此方法仅需清洁的电能，无需其它的化学物质或催化剂辅助，且一氧化氮浓度达100～830ppm，此方法是一种绿色、便捷和高效的等离子体化学制备方法。
附图说明
图1为本发明的大气压空气源微孔等离子体放电制NO气体的装置，
其中，1-直流电源，2-绝缘层，3-高压电极，4-接地电极，5-导气管，6-冷却水套，7-气体反应室，8-冷却水入口，9-气体出口，10-冷却水出口，11-搅拌器。
具体实施方式
以下结合实施例和附图对本发明做进一步详细说明。
一种大气压空气源微孔等离子体放电制NO气体的装置，该装置如图1所示，包括微孔间隙放电装置和气体反应室7；所述微孔间隙放电装置由高压电极3、接地电极4和绝缘层2构成；所述接地电极为一端带有管帽的铜制圆管，圆管内直径4.5mm，管帽的厚度0.7mm，在管帽上开有圆孔，圆孔直径为0.9mm；所述高压电极为两端开口的铜制圆管，其内直径0.8mm，管壁厚度0.35mm；高压电极套在接地电极内，高压电极与接地电极之间用绝缘层（厚度1.5mm）隔开，绝缘层采用耐高温的绝缘材料，如绝缘陶瓷、石英石或三氧化二铝，高压电极的管口与接地电极的管帽保持一定的距离，距离可选在0.1～2毫米之间，优选 0.8mm，高压电极和接地电极分别与直流电源的正极和负极电连接，接地电极同时接地；所述接地电极带管帽的一端通过导气管5与气体反应室的入口连接，气体反应室的体积为0.25升，在气体反应室底部设有气体出口9。为保持气体反应室内的温度在25±3℃，在气体反应室的壁上设的冷却水套6，冷却水由冷却水入口8进入，从冷却水出口10导出，将气体的热量带走。为使气体混合均匀和延长滞留时间，在气体反应室内底部设有搅拌装置，搅拌装置正对着气体反应室的入口，使得进入气体反应室的气流能直接吹在搅拌装置上，从而更好地起到搅拌作用，搅拌装置可采用磁力搅拌器。
采用上述装置制备NO气体的方法：
（1）空气以0.25～8升/分钟的流量由微孔间隙放电装置的高压电极经导气管进入气体反应室，在气体反应室内停留2～60秒后从体反应室的气体出口导出；
（2）在微孔间隙放电装置上施加电压为1～6千伏特，电流为10～60毫安的直流电，经放电后在气体出口导出的气体中一氧化氮的体积浓度可达到100～830ppm。
在实验中，发现将高压放电后的气体导入一定体积的气体反应室，使气流在反应室时停留2～60秒，这样做对获取高浓度的一氧化氮，同时避免臭氧、一氧化二氮等杂质气体的产生是极为有利的。
实施例1
采用上述的装置，在微孔间隙放电装置上施加的电压为1.8～2.0千伏特，电流为30毫安，进气时空气的流量为4升/分钟，从气体反应室气体出口处的气体中一氧化氮的体积浓度为305±18 ppm，未检测出臭氧和一氧化二氮。
Claims (6)
1.一种大气压空气源微孔等离子体放电制NO气体的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）空气以0.25～8升/分钟的流量由微孔间隙放电装置进入气体反应室，在气体反应室内停留2～60秒后导出；
（2）在微孔间隙放电装置上施加电压为1～6千伏特，电流为10～60毫安的直流电；
所述微孔间隙放电装置由高压电极、接地电极和绝缘层构成；所述接地电极为一端带有管帽的圆管，在管帽上开有圆孔；所述高压电极为两端开口的圆管；高压电极套在接地电极内，高压电极与接地电极之间用绝缘层隔开，高压电极的管口与接地电极的管帽的距离为0.1～2毫米，高压电极和接地电极分别与直流电源的正极和负极电连接。
2.根据权利要求1所述的大气压空气源微孔等离子体放电制NO气体的方法，其特征在于：所述绝缘层为绝缘陶瓷、石英石或三氧化二铝。
3.根据权利要求1所述的大气压空气源微孔等离子体放电制NO气体的方法，其特征在于：所述圆孔的直径为0.5～1.5毫米。
4.一种大气压空气源微孔等离子体放电制NO气体的装置，其特征在于：所述装置包括微孔间隙放电装置和气体反应室；所述微孔间隙放电装置由高压电极、接地电极和绝缘层构成；所述接地电极为一端带有管帽的圆管，在管帽上开有圆孔；所述高压电极为两端开口的圆管；高压电极套在接地电极内，高压电极与接地电极之间用绝缘层隔开，高压电极的管口与接地电极的管帽的距离为0.1～2毫米，高压电极和接地电极分别与直流电源的正极和负极电连接；所述接地电极带管帽的一端通过导气管与气体反应室的入口连接，在气体反应室底部设有气体出口。
5.根据权利要求4所述大气压空气源微孔等离子体放电制NO气体的装置，其特征在于：在气体反应室内设有搅拌装置。
6.根据权利要求5所述大气压空气源微孔等离子体放电制NO气体的装置，其特征在于：所述搅拌装置正对着气体反应室的入口。
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