甲烷电离特性的等离子体发射光谱法研究

【摘要】：应用等离子体发射光谱法,用CCD(charge coupled device)光栅光谱仪记录并标识了脉冲电晕甲烷等离子体370~1 100 nm的发射光谱,确定了常温常压下高纯甲烷(99.99%)经100 kV,100 Hz脉冲高压电离后的产物为H,C+,CH,C,C2,C3,C4,C5和烃等。通过分析实验检测到的甲烷等离子体发射光谱,给出了甲烷经脉冲高压电离形成电晕等离子体的机理和自由基CHn(n=3,2,1)、碳、烃等产物的电离途径。结果显示甲烷分子经高能电子非弹性碰撞后脱氢程度很高,大量氢原子及其离子和甲烷自由基在进一步被高能电子作用下合成了烯烃、炔烃、烷烃和高聚碳化物。实验所获得的脉冲甲烷等离子体发射光谱及其机理分析可为甲烷及其转化研究提供相关依据。 【作者单位】： 石河子大学师范学院物理系;石河子大学化学化工学院;
【关键词】： 甲烷分子 脉冲电晕等离子体 等离子体发射光谱法 自由基 分子电离 高能电子 光栅光谱仪 非弹性碰撞 机理分析 脉冲高压
【基金】：国家自然科学基金项目(20363003) 教育部新世纪优秀人才支持计划(NCET-04-0988)联合资助
【分类号】：O433.4;O531
【正文快照】： 引言等离子体发射光谱法是一种无干扰并可应用于多种等离子体的特征光谱、电子温度、电子密度、激发温度、粒种组成和粒子能量分布等状态参数的诊断方法[1-7]。甲烷是烷烃中结构最简单的一个,是植物腐烂的最终产物,广泛存在于石油气,天然气和沼气中。通过高压脉冲放电使甲烷

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