CN107949137A - 一种自适应柔性放电等离子体装置 - Google Patents

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宋颖
林雪松
赵志国
刘东平
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    • H05H1/2437—Multilayer systems

Abstract

一种自适应柔性放电等离子体装置，在基座的上部设有介质体A，介质体A的下表面有粘性，在介质体A的上部设有高压电极，高压电极通过导线与高压电源连接，在高压电极的上表面设有介质体B，介质体B的下表面有粘性，在介质体B的上表面设有光催化材料，在光催化材料的上部设有介质体C，介质体C的下表面有粘性，在介质体C的上表面设有地电极，地电极上均匀排列直径相同的通孔。本发明可适应不规则处理对象，实现表面贴合放电处理；低能耗，可实现介质阻挡沿面放电，提高放电催化的复合处理效率；提高自适应柔性放电等离子体装置重复使用寿命和处理效率。

Description

一种自适应柔性放电等离子体装置
技术领域
本发明涉及一种放电装置，尤其是柔性放电装置。
背景技术
大气压非平衡低温等离子体高级氧化技术具有低放电气体温度、强化学活性、高处理效率、低能量消耗等特点，在杀菌消毒、环境净化、材料合成等多学科交叉领域的应用备受界内人事关注。其中，由于沿面放电其放电面积的可扩展性，易于形成大面积放电，因此，对沿面放电的研究和关注更是重点中的重点。目前已知，沿面放电装置的结构及稳定放电的参数决定了等离子体的密度、活性物质浓度、活性物种种类等多种要素，根据不同处理对象的应用可设计不同的沿面放电装置。然而，现有的沿面放电装置对非规则表面处理由于与放电表面贴合不紧密普遍存在效率低、放电要求高以及处理效果不均匀等问题，无法满足人们的需求。
发明内容
本发明目的在于提供一种能耗低、要求低、适应不规则表面处理的自适应柔性放电等离子体装置。
本发明主要包括基座、介质体A、高压电极、介质体B、光催化材料、介质体C和地电极。
其中，在基座的上部设有介质体A，介质体A的下表面有粘性，且介质体A的下表面紧贴在基座的上部。在介质体A的上部设有若干高压电极，高压电极通过导线与高压电源连接。在高压电极的上表面设有介质体B，介质体B的下表面有粘性，且介质体B的下表面紧贴在介质体A的上部。在介质体B的上表面设有光催化材料，在光催化材料的上部设有介质体C，介质体C的下表面有粘性，且介质体C的下表面紧贴在光催化材料的上部。在介质体C的上表面设有地电极，地电极上均匀排列直径相同的通孔，且地电极通过导线与大地相连。介质体A、介质体B、介质体C的大小均相同，介质体A的大小比高压电极大，高压电价的大小比地电极大。
优选地，高压电极呈井字形排布。
优选地，地电极上的通孔与高压电极的交叉位置一一对应。
优选地，所述地电极采用锡箔纸、铜箔纸、银箔、金箔等柔性薄导电材料。
优选地，所述介质体A、介质体B、介质体C采用聚酰亚胺制成的柔性透明薄绝缘材料。
优选地，所述光催化材料采用二氧化钛(TiO2)，氧化锌(ZnO)，氧化锡(SnO2)，二氧化锆(ZrO2)，硫化镉(CdS)等纳米薄膜或纳米粉材料。
优选地，所述高压电极采用纳米石墨颗粒、纳米银、锡箔纸、铜箔纸、银箔、金箔等柔性薄导电材料。
优选地，所述柔性基底采用乳胶、橡胶、棉等高回弹绝缘材料。
本发明在使用时，自适应柔性放电等离子体装置从上至下，地电极连接大地，地电极表面气体可为流动气体也可为非流动气体，高压电极可连接交流高压和脉冲高压，待处理样品放置于地电极表面，在自身重力作用下导致柔性电极、介质和高回弹基底材料发生形变，使待处理样品不规则表面与柔性材料表面实现紧密的贴合，当高压提供给高压电极之后，则会在地电极与待处理样品之间形成高密度低温等离子体，其放电辐射的高能紫外透过柔性介质体A照射至光催化材料后使光催化材料活化，促进表面氧化性活性物质的形成，提高表面氧化性活性物质浓度，实现材料表面的高效氧化处理。处理结束后，当被处理对象撤离介质表面后，在基底E回弹力的作用下柔性放电等离子体装置表面恢复平整，达到自适应处理效果。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、柔性电极、介质和基底材料，可适应不规则处理对象，实现表面贴合放电处理；
2、介质薄，击穿电压低，介电系数高，单层耐压值高，耐高温，受外界影响小：
3、低能耗、高效率，放电电压要求低，放电功率低，处理效果好；
4、电极结构灵活，放电电极呈现三明治结构排列，可实现介质阻挡沿面放电、介质阻挡沿面放电和单一催化以及介质阻挡沿面放电和多重催化叠加等多种形式，根据处理需求通过催化剂和放电条件调控，提高放电催化的复合处理效率；
5、稳定性高，可操控性强，拥有回弹性材料基底，确保柔性电极和介质材料处理样品形变后恢复原貌，提高自适应柔性放电等离子体装置重复使用寿命和处理效率。
附图说明
图1为本发明的主视图；
图2为本发明的地电极的示意简图；
图3为本发明的高压电极的示意简图。
其中，1-基座、2-介质体A、3-高压电极、4-介质体B、5-光催化材料、6-介质体C、7-地电极。
具体实施方式
在图1图2和图3所示的本发明的示意简图中，在基座1的上部设有介质体A2，介质体A的下表面有粘性，且介质体A的下表面紧贴在基座的上部。在介质体A的上部设有高压电极3，高压电极呈井字形排布，高压电极通过导线与高压电源连接。在高压电极的上表面设有介质体B4，介质体B的下表面有粘性，且介质体B的下表面紧贴在介质体A的上部。在介质体B的上表面设有光催化材料5，在光催化材料的上部设有介质体C6，介质体C的下表面有粘性，且介质体C的下表面紧贴在光催化材料的上部。在介质体C的上表面设有地电极7，地电极上均匀排列直径相同的通孔，地电极上的通孔与高压电极的十字交叉点位置一一对应，且地电极通过导线与大地相连，地电极采用锡箔纸。介质体A、介质体B、介质体C的大小均相同，介质体A的大小比高压电极大，高压电价的大小比地电极大。介质体A、介质体B、介质体C采用聚酰亚胺制成，光催化材料采用二氧化钛(TiO2)制成，高压电极采用纳米石墨颗粒制成。柔性基底E采用乳胶高回弹绝缘材料。

Claims (8)

1.一种自适应柔性放电等离子体装置，主要包括基座、介质体A、高压电极、介质体B、光催化材料、介质体C和地电极，其特征在于：在基座的上部设有介质体A，介质体A的下表面有粘性，且介质体A的下表面紧贴在基座的上部，在介质体A的上部设有高压电极，高压电极通过导线与高压电源连接，在高压电极的上表面设有介质体B，介质体B的下表面有粘性，且介质体B的下表面紧贴在介质体A的上部，在介质体B的上表面设有光催化材料，在光催化材料的上部设有介质体C，介质体C的下表面有粘性，且介质体C的下表面紧贴在光催化材料的上部，在介质体C的上表面设有地电极，地电极上均匀排列直径相同的通孔，且地电极通过导线与大地相连，介质体A、介质体B、介质体C的大小均相同，介质体A的大小比高压电极大，高压电价的大小比地电极大。
2.根据权利要求1所述的一种自适应柔性放电等离子体装置，其特征在于：高压电极呈井字形排布。
3.根据权利要求1所述的一种自适应柔性放电等离子体装置，其特征在于：地电极上的通孔与高压电极的交叉位置一一对应。
4.根据权利要求1所述的一种自适应柔性放电等离子体装置，其特征在于：地电极A采用锡箔纸、铜箔纸、银箔、金箔等柔性薄导电材料。
5.根据权利要求1所述的一种自适应柔性放电等离子体装置，其特征在于：介质体A、介质体B、介质体C采用聚酰亚胺制成的柔性透明薄绝缘材料。
6.根据权利要求1所述的一种自适应柔性放电等离子体装置，其特征在于：光催化材料采用二氧化钛(TiO2)，氧化锌(ZnO)，氧化锡(SnO2)，二氧化锆(ZrO2)，硫化镉(CdS)等纳米薄膜或纳米粉材料。
7.根据权利要求1所述的一种自适应柔性放电等离子体装置，其特征在于：高压电极采用纳米石墨颗粒、纳米银、锡箔纸、铜箔纸、银箔、金箔等柔性薄导电材料。
8.根据权利要求1所述的一种自适应柔性放电等离子体装置，其特征在于：基底采用乳胶、橡胶、棉等高回弹绝缘材料。
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