Name: פלזמה מיקרוגל לא שיווי משקל עבור כימיה יעילה טמפרטורה גבוהה (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-08-01T13:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 17 s
Description: למד להמיר מולקולות יציבות כמו CO₂ ו-CH₄ באמצעות כור פלזמה מיקרוגל. שיטה זו מאפשרת מדידת טמפרטורת גז ויעילות המרה בתהליכי כימיה טמפרטורה גבוהה.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

עבודה זו מומנה על ידי שיחת &quot;CO 2 דלקים נייטרלי&quot; נתמך על ידי Shell, הקרן לחקר היסוד על החומר (FOM), ואת הארגון ההולנדי למחקר מדעי (NWO). המחברים מבקשים להודות לאדי ואן ולדהויזן, אנה סובוטה וסנדר ניג&#39;דאם על שאיפשרו לנו להשתמש בחלל המעבדה שלהם ובתמיכתם הנדיבה בכלל.

הערה: לקבלת גרסה סכמטית של ההתקנה, ראה איור 2 . 1. מיקרוגל פלזמה ניסוי פריסה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר את מגנטרון 1 כ&quot;ס כדי סירקולטור עם עומס מים המצורפת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר את המבודד למקלע בעל שלוש הקצות המשמש להתאמת עכבה של מוליך הגל לפלסמה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צרף את המוליך אל המקלט של שלוש הדלייפים והוסף קצה הזזה בקצה גל ההדרכה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים 17 מ&quot;מ או 27 מ&quot;מ קוטר פנימי צינור קוורץ בחור של המוליך. הערה: המיקרוגלים נספגים בתוך גז זורם CO 2 כלול צינור זה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השלם את הגדרת ואקום על ידי חיבור צינור קוורץ כדי KF- אוגנים כניסת גז. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש KF-16 עבור צינור קוורץ 17 מ&quot;מ ו KF-40 עבור צינור קוורץ 27 מ&quot;מ. השתמש כניסת גז משיק כדי לגרום זרימת מערבולת, אשר מונע את פלזמה חם נוגע הקירות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Connecשסתום מצערת בסדרה עם משאבת ואקום; זה מאפשר וריאציה של הלחץ מ 5 mbar ללחץ אטמוספירי על ידי ויסות ביעילות את מהירות שאיבה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> במקביל לשסתום המצערת, חבר שסתום קיצור כדי לעבור בין לחץ נמוך (נדרש כדי לאפשר הצתה של הפלסמה) ולחץ גבוה מבלי לאבד את לחץ הלחץ של שסתום המצערת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר את בקר הזרימה ההמונית אל כניסת הגז כך שניתן יהיה להסדיר את זרימת הגז בין 0.5 ל -10.0 SLM. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל את קירור המים של המגנטרון לפני תחילת הפלזמה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הקפד להפעיל מערכות בטיחות, כגון מד קרינה לניטור קרינת מיקרוגל תועה וגלאי גז לניטור ריכוזי CO, H 2 או NO x . מערכות בטיחות אלו חיוניות במהלך הניסויים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל את הכוח על ידי הידוק ידני של רמת הכוח של המקור ולהגדיל את כוח מקסימלי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התאם את הלוחUnger על ידי העברת אותו קדימה ואחורה מעט, תוך ניטור מתמיד אם כוח משתקף הוא ירד. המטרה היא למזער את הכוח לידי ביטוי. כוונן את המקלטים של שלושה הדקים על - ידי סיבובם עד שהכוח המצויר ממוזער. אם מנתח רשת זמין, בצע את ההליך המדווח על ידי Leinz 10 . הערה: מערכת ואקום ומיקרוגל ניתן לראות בתרשים 3 א . </li></ol> 2. פריסה אופטית של אבחון ריילי פיזור <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ליישר את 532 ננומטר Nd: YAG קרן לייזר עם השימוש של מראות כגון זה נכנס ההתקנה axially. הלייזר יש שיעור חזרות 10 הרץ ואת כוח מקסימלי של 600 mJ לכל הדופק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חלונות להרים משני הכיוונים (כניסה ויציאה) של הכור. השתמש בחלונות שהיו אנטי רפלקציה (AR) מצופה עבור 532 ננומטר כדי למנוע אור תועה מוגזמת. לחלופין, להשתמש בחלונות Brewster בשילוב עם מזבלה קרן חיצוני. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הַתחָלָההלייזר על ידי ביצוע הוראות שימוש (ראה טבלה של חומרים ). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יישר את הלייזר באמצעות תוכנית צריכת חשמל נמוכה. התחל עם עיכוב Q-Switch של 0 μs כך לא פלט האור נוצר. ואז להגדיל את העיכוב בשלבים של 5 μs עד פלט האור גלוי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אם קרן בהיר מדי לרדת במדרגות של 1 μs כדי להשיג בהירות &quot;נאותה&quot;, כלומר , את הכוח הנמוך ביותר שבו את קרן מקום עדיין גלוי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הר השני AR מצופה חלון בצד היציאה קרן לייזר של מערכת ואקום, לזרוק את קרן על קרן חיצונית dump. לחלופין, במקום החלון, הר המזבלה קרן ואקום. גרף סכמטי של ההתקנה ניתן לראות באיור 2 . הערה: חיסול החלון מפחית את האור תועה באזורים פריקה פלזמה, אשר חיוני כדי להשיג את רמות רילי פיזור האות לזיהוי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים עדשה עם מרחק מוקד של 2.4מ במסלול הקורה, ממש לפני חלון הכניסה, כדי למקד את הלייזר למרכז של מוליך הגל. מרחק המוקד הארוך מפחית אור תועה באזור אוסף פיזור ריילי. מניחים את העדשה קרוב ככל האפשר אל החלון כדי לצמצם את האירוע צפיפות הספק כך שהוא נשאר מתחת לסף הנזק של החלונות. הערה: מניעת התמוטטות לייזר בגז, במיוחד במיקוד הלייזר. לאחר התמקדות הלייזר, זרימת CO 2 בכור בלחץ מעל הלחצים להיות נמדדים. אם לא ניתן להבחין בלידה בלייזר, אז זה לא יתרחש בלחצים נמוכים בטמפרטורות גבוהות יותר שבו המדידות מתרחשות, כי צפיפות המינים יהיה הרבה יותר נמוך. אם נשמע קול פיצוח קולני מלווה בהבזקים כחולים גלויים, הנמך את עוצמת הלייזר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התקן בקביעות מתח בין צינורות ואקום כדי לצמצם עוד יותר את רמות האור תועה באזור פריקה פלזמה עקב פיזור ליד חלון הכניסה <li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן בוכנה עם צמצם 24 מ&quot;מ קוטר עבור גישה אופטית בניצב קרן הלייזר. גודל הצמצם המוגבל מונע הפסדי קרינה משמעותיים. </li></ol> 3. הגדרה אופטית - ענף איתור <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים עדשה (F = 100 מ&quot;מ, 51 מ&quot;מ קוטר) בניצב לכור ולאסוף את האור מפוזרים דרך חור הבוכנה כפי שמוצג באיור 3 א . פוקוס האור על סיבים אופטיים 400 מיקרומטר קוטר אופטי למקם אותו בתמונה העדשה. הערה: הסיבים ממוקמים במערך ליניארי של 59 סיבי סיליקה מותכים עם גובה קלט של 26.7 מ&quot;מ ואורך של 40 מטר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש בסיבים כדי להדריך את האור ספקטרומטר. הערה: כאן הוא צילם את האור על סדק הכניסה עם רוחב כי הוא מתכוונן עד 10 מיקרומטר. ההגדלה של אופטיקה אוסף תוצאות בטווח זיהוי צירית של כ 20 מ&quot;מ. ספקטרומטר משמש לסנן את הפליטה C 2 ברבור. אם הנסיין מעוניין רק ריילי פיזור, מסנן bandpass מתאים יכול לשמש גם למטרה זו. במקרה זה, ניתן לדלג על צעדים 3.3 עד 3.6. המסנן הספקטרום יכול להיות מוחל לחלוטין על ידי השוואת עוצמת האור נמדדת עם וללא דופק לייזר, מאוד לפשט את ההתקנה האופטית. אם מונוכרומטור הוא חיסל, לא ניתן להרחיב את המדידות לתומסון או רמאן פיזור, עבור איזו רזולוציה ספקטרלית יש צורך. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש ספקטרומטר (בתוך הבית שנבנה) כדי לפתור באופן רוחני את האור מפוזרים. הערה: כפי שניתן לראות בתרשים 2 , ספקטרומטר מורכב סדק הכניסה, מראת היגוי, העדשה littrow, סורגים מפזר, תמונה מגביר, עדשות מיקוד, ו- CCD מצלמה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בתוך ספקטרומטר, מקום המראה כדי לשקף את האור הנכנס עדשה littrow עם afמרחק ocal של 0.3 מ &#39;וקוטר של 80 מ&quot;מ. הערה: ספקטרומטר הוא בתצורה &#39;littrow&#39;, כלומר האירוע ואת האור diffracted יש זווית זהה נורמלי הסורג. כתוצאה מכך, אותה העדשה משמשת collimating אור נכנס הדמיה diffracted האור על הגלאי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סובב את עקיפה גרירה על סיבוב שלב כדי לכוונן את אורך הגל המתאים. עבור Nd: YAG לייזר, זה בדרך כלל בין 524 ו 540 ננומטר. הסורג הוא 11 x 11 ס&quot;מ 2 ויש לו צפיפות חריץ של 1,200 מ&quot;מ -1 כי הוא מותאם עבור עקיפה הסדר הראשון. התוצאה היא רזולוציה של 0.027 nm / px. איור 3 ב &#39;מציג תמונה של העדשה הסורגת Littrow. הערה: את grating יהיה תמונה מספר כתמים כתוצאה של סדר גבוה יותר; וודא כי רק 1 סט מקסימום סדר בסופו של דבר על התמונה מגדיל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מקום שתי עדשות התמונה L מוגברIght על מצלמת CCD ( איור 3 ג ). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לכמת את תרומות האור תועה. משאבה עד ללחץ של 60 mbar למדוד את עוצמת מפוזרים. להקטין את הלחץ ולמדוד את עוצמת שוב. חזור על זה עד הלחץ לא ניתן להוריד עוד יותר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כאשר מתכננים את העוצמה לעומת הלחץ, להבטיח שיש קשר ליניארי. אקסטרפולציה של הפונקציה ליניארית לאפס לחץ. הערה: מכיוון שאין פיזור ריילי יכול להתרחש בלחץ אפס, עוצמת הירוט היא רמת האור התועה. התוצאה של הליך זה מוצגת באיור 4 . </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התאם את הפרמטרים gating של מגדיל את התמונה כדי לייעל את העוצמה שנרשמה על ידי CCD. התחל עם דופק השער שמתחיל הרבה לפני ומסתיים היטב לאחר הדופק לייזר כך הדופק לייזר כולו נתפס. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קח בחשבון את זמן הטיסה של העיכוב של האור כי האור יש tO נסיעה דרך כל תוכנית אופטית. הפחת את העיכוב תוך הקפדה על כך שהאינטנסיביות לא תפחת. הערה: חלון זמן של 30 ns נמצא מספיק עבור דופק 9 ns. כדי להגדיל את הרווח, להגביר את מתח צלחת רב ערוצי למתח המרבי (כאן, 850 V). אם מצלמת CCD נחשפת יתר על המידה, ניתן לבחור במתח נמוך יותר של צלחת רב-ערוצית. </li></ol> 4. FTIR ספקטרומטר <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים ספקטרומטר FTIR במיצוץ של הגז, במורד הזרם של הפלזמה, כדי למדוד את קצב הייצור CO. מניחים את ספקטרומטר רחוק מספיק מן הכור כדי להבטיח את הגז הוא שיווי משקל כימי. בתצורה המתוארת, המרחק מהפלזמה היה 2 מ &#39;. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שים תא בתא המדגם של ספקטרומטר FTIR עם מפוחים in-outlet מחובר בסדרה עם מערכת ואקום. זה מוצג סכמטי באיור 5 . </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הרכבה של חלון 2 בכל צד של התאכדי לאפשר ל IR- קרן לחקור את הגז. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שנה את רווח האות עד עוצמת האות הוא קרוב ככל האפשר למקסימום, אבל לא יעלה על זה. עוצמת המרבי המותר עשוי להיות שונה ממכשיר למכשיר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחץ על תצוגה מקדימה &quot;interferogram&quot;. אינטרפרוגרמה נראית כעת, עם שיא גבוה במרכז ועוצמה נמוכה על הכתפיים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפני תחילת המדידות, למדוד רקע בחלל ריק (&lt;0.1 mbar). כדי לעשות זאת ודא כי הכור הוא באקום ואין זרימת גז; ולאחר מכן להקליט רקע על ידי לחיצה על &#39;רקע&#39; בחלון &#39;רמת צג האות&#39;. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל את המיקרוגל על ​​ידי הגדלת הכוח עד למקסימום, עד שהפלסמה תידלק. הלחץ המשמש עבור הצתה פלזמה הוא ~ 1 mbar. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שיא ספקטרום בטווח בין 2,400 ל -2,000 ס&quot;מ -1 ; זה כולל את CO ואת הלהקה CO 2 הראשי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ממוצע הספקטרום כדי להפחית את הרעש; ערך של 100; ממוצעים שימשו בניסוי זה. התאם את קווי CO הנמדדים באמצעות מסד הנתונים HITRAN 12 . הערה: פעולה זו גורמת לשבריר של CO. הלחץ נמדד ומשמש כפרמטר קלט כדי למצוא את צפיפות המספרים הכוללת. הטמפרטורה מניחה טמפרטורת החדר, אשר מוצדק על ידי התפלגות של פסגות rovibrational בספקטרום. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> למדידת הספקטרום באתרו , במקום הכור בתוך תא המדגם כפי שמוצג באיורים 6 ו - 7 . </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עבור אל ספיר במקום צינור קוורץ כדי לאפשר מדידות רדיאלי. ספיר מעביר אור IR עד 1,800 ס&quot;מ -1 . </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עם מדידות באתרו , השתמש במספר גבוה של ממוצעים של לפחות 100 עד ממוצע תנודות פלזמה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לקשט את קירות התא עם חומר סופג מיקרוגל כדי להפחית את קרינת מיקרוגל תועה ( Eccosorb OCF שימש כאן). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יש לדאוג כי interferogram אינו רווי כתוצאה של פליטת IR נוספת על ידי פלזמה. במקרה זה, שנה את היסט DC של הקיבה. לתקן את הספקטרום שהתקבל עבור הטמפרטורה תלויה הספיגה של ספיר 13 . </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אם המצלמה IR משמש למדידת הטמפרטורה, להשתמש במצלמה רגישה בטווח שבו ספיר אינו שקוף, כלומר גבוה מ -6 מיקרומטר, כך טמפרטורת הצינור ולא פלזמה נמדדת. הערה: ערכים מומלצים לספיגת הספיר כפונקציה של טמפרטורה ניתן למצוא ב 14 . </li></ol>

<ol><li>Itikawa, Y. Nonresonant Vibrational Excitation of CO2 by Electron Collision. Phys Rev A. 3 (2), 831-832 (1971).</li>
<li>Rusanov, V. D., Fridman, A. A., Sholin, G. V. <a target="_blank" href="http://iopscience.iop.org/article/10.1070/PU1981v024n06ABEH004884/meta">The physics of a chemically active plasma with nonequilibrium vibrational excitation of molecules.</a> Phys Usp. 24 (6), 447-474 (1981).</li>
<li>Fridman, A. A., Kennedy, L. A. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aFridman%2C+AA+%22Plasma+Physics+and+Engineering%22">Plasma Physics and Engineering</a>. , Cambridge University Press. ISBN 1-56032-848-7 (2004).</li>
<li>Witteman, W. J. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aWitteman%2C+WJ+%22The+CO2-laser%22">The CO2-laser</a>. , Springer-Verlag. (1987).</li>
<li>Fridman, A. A. <a target="_blank" href="https://books.google.com/books/about/Plasma_Chemistry.html?id=ZzmtGEHCC9MC">A Plasma Chemistry</a>. , Taylor & Francis Routledge. ISBN-13 978-0-521-84735-3 (2008).</li>
<li>Treanor, C. E., Rich, J. W., Rehm, R. G. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.1668914">Vibrational Relaxation of Anharmonic Oscillators with Exchange-Dominated Collisions.</a> J Chem Phys. 48 (4), 1798-1806 (1968).</li>
<li>den Harder, N., et al. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ppap.201600120/pdf">Homogeneous CO2 conversion by microwave plasma: Wave propagation and diagnostics.</a> Plasma Process Polym. , (Early View) (2016).</li>
<li>van Rooij, G. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Taming+microwave+plasma+to+beat+thermodynamics+in+CO2+dissociation%5BTitle%5D)+AND+%22Farad+Discuss%22%5BJournal%5D)">Taming microwave plasma to beat thermodynamics in CO2 dissociation.</a> Farad Discuss. 183, 233-248 (2015).</li>
<li>Bongers, W. A., et al. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ppap.201600126/pdf">Plasma-driven dissociation of CO2 for fuel synthesis.</a> Plasma Process. Polym. , (Early View) (2016).</li>
<li>Leins, M., Gaiser, S., Schulz, A., Walker, M., Schumacher, U., Hirth, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((How+to+Ignite+an+Atmospheric+Pressure+Microwave+Plasma+Torch+without+Any+Additional+Igniters%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">How to Ignite an Atmospheric Pressure Microwave Plasma Torch without Any Additional Igniters.</a> J Vis Exp. (98), e52816(2015).</li>
<li>van der Meiden, H. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High+sensitivity+imaging+Thomson+scattering+for+low+temperature+plasma%5BTitle%5D)+AND+%22Rev+Sc.+Instrum%22%5BJournal%5D)">High sensitivity imaging Thomson scattering for low temperature plasma.</a> Rev Sc. Instrum. 79 (1), 13505-13700 (2008).</li>
<li>Rothman, L. S., et al. <a target="_blank" href="https://www.researchgate.net/publication/261286378_The_HITRAN2012_molecular_spectroscopic_database">The HITRAN 2012 Molecular Spectroscopic Database.</a> J Quant Spectrosc. Radiat Transfer. 130, 4-50 (2013).</li>
<li>Depraz, S., Perrin, M. Y., Soufiani, A. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022407311003244">Infrared emission spectroscopy of CO2 at high temperature. Part I: Experimental setup and source characterization.</a> J Quant Spectrosc Radiat Transfer. 113, 1-13 (2011).</li>
<li>Dobrovinskaya, E. R., et al. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aDobrovinskaya%2C+ER+%22Sapphire%3A+Material%2C+Manufacturing%2C+Applications%22">Sapphire: Material, Manufacturing, Applications</a>. , Springer science + business media. 170(2009).</li>
<li>Sneep, M., Ubachs, W. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022407304002973">Direct measurement of the Rayleigh scattering cross section in various gases.</a> J Quant Spectrosc Radiat Transfer. 92 (3), 293-310 (2005).</li>
<li>Sutton, J. A., Driscoll, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rayleigh+scattering+cross+sections+of+combustion+species+at+266%2C+355%2C+and+532+nm+for+thermometry+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Letters%22%5BJournal%5D)">Rayleigh scattering cross sections of combustion species at 266, 355, and 532 nm for thermometry applications.</a> Optics Letters. 29 (22), 2620-2622 (2004).</li>
<li>Penney, C. M., Peters, R. L., Lapp, M. Absolute raman cross sections for N2. J Opt Soc Am. 64 (5), 712-716 (1974).</li>
<li>Murphy, A. B., Farmer, A. J. D. <a target="_blank" href="http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0022-3727/25/4/009/meta">Temperature measurement in thermal plasmas by Rayleigh scattering.</a> J Phys D: Appl Phys. 25 (4), 634(1992).</li>
<li>Snyder, S. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Determination+of+gas-temperature+and+velocity+profiles+in+an+argon+thermal-plasma+jet+by+laser-light+scattering%5BTitle%5D)+AND+%22Phys+Rev+E%22%5BJournal%5D)">Determination of gas-temperature and velocity profiles in an argon thermal-plasma jet by laser-light scattering.</a> Phys Rev E. 47 (3), 1998-2005 (1993).</li>
<li>Limbach, C., Dumitrache, C., Yalin, A. P. <a target="_blank" href="https://arc.aiaa.org/doi/abs/10.2514/6.2016-3381">Laser Light Scattering from Equilibrium, High Temperature Gases: Limitations on Rayleigh Scattering Thermometry.</a> 47th AIAA Plasmadynamics and Lasers Conference. , (2016).</li>
<li>Wiles, C., Watts, P. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2012/gc/c1gc16022b/unauth#!divAbstract">Continuous flow reactors: a perspective.</a> Green Chem. 14, 38-54 (2012).</li>
<li>Cormier, J. M., Rusu, I. <a target="_blank" href="http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0022-3727/34/18/313/meta">Syngas production via methane steam reforming with oxygen: plasma reactors versus chemical reactors.</a> J Phys D: Appl Phys. 34, 2798-2803 (2001).</li>
<li>Liu, C. J., Xu, G. H., Wang, T. M. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378382098000915">Non-thermal plasma approaches in CO2 utilization.</a> Fuel Process Technol. 58 (2-3), 119-134 (1999).</li>
<li>Wen, Y., Jiang, X. <a target="_blank" href="http://link.springer.com/article/10.1023/A:1012011420757">Decomposition of CO2 using pulsed corona discharges combined with catalyst.</a> Plasma Chem Plasma Process. 21 (4), 665-678 (2001).</li>
<li>Mikoviny, T., Kocan, M., Matejcik, S., Mason, N. J., Skalny, J. D. <a target="_blank" href="http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0022-3727/37/1/011">Experimental study of negative corona discharge in pure carbon dioxide and its mixtures with oxygen.</a> J Phys D: Appl Phys. 37 (1), 64(2004).</li>
<li>Horvath, G., Skaln'y, J. D., Mason, N. J. <a target="_blank" href="http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0022-3727/41/22/225207/meta">FTIR study of decomposition of carbon dioxide in dc corona discharges.</a> J Phys D: Appl Phys. 41 (22), 225207(2008).</li>
<li>Bak, M. S., Im, S. K., Cappelli, M. Nanosecond-pulsed discharge plasma splitting of carbon dioxide. IEEE Trans Plasma Sci. 43 (4), 1002-1007 (2015).</li>
<li>Taylan, O., Berberoglu, H. <a target="_blank" href="http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0963-0252/24/1/015006/meta">Dissociation of carbon dioxide using a microhollow cathode discharge plasma reactor: effects of applied voltage, flow rate and concentration.</a> Plasma Sources Sci Technol. 24 (1), 015006(2015).</li>
<li>Yamamoto, A., Mori, S., Suzuki, M. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0040609006003592">Scale-up or numbering-up of a micro plasma reactor for the carbon dioxide decomposition.</a> Thin solid films. 515 (9), 4296-4300 (2007).</li>
<li>Paulussen, S., Verheyde, B., Tu, X., De Bie, C., Martens, T., Petrovic, D., Bogaerts, A., Sels, B. <a target="_blank" href="http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0963-0252/19/3/034015">Conversion of carbon dioxide to value-added chemicals in atmospheric pressure dielectric barrier discharges.</a> Plasma Sources Sci Technol. 19 (3), 034015(2010).</li>
<li>Brehmer, F., Welzel, S., van de Sanden, M. C. M., Engeln, R. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.4896132?journalCode=jap">CO and byproduct formation during CO2 reduction in dielectric barrier discharges.</a> J Appl Phys. 116 (12), 123303(2014).</li>
<li>Yu, Q., Kong, M., Liu, T., Fei, J., Zheng, X. <a target="_blank" href="http://link.springer.com/article/10.1007/s11090-011-9335-y">Characteristics of the decomposition of CO2 in a dielectric packed-bed plasma reactor.</a> Plasma Chem Plasma Process. 32 (1), 153-163 (2012).</li>
<li>Aerts, R., Somers, W., Bogaerts, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Carbon+Dioxide+splitting+in+a+dielectric+barrier+discharge+plasma%3A+A+combined+experimental+and+computational+study%5BTitle%5D)+AND+%22Chem+Sus+Chem%22%5BJournal%5D)">Carbon Dioxide splitting in a dielectric barrier discharge plasma: A combined experimental and computational study.</a> Chem Sus Chem. 8 (4), 702-716 (2015).</li>
<li>Indarto, A., Yang, D. R., Choi, J. -W., Lee, H., Song, H. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gliding+arc+plasma+processing+of+CO2+conversion%5BTitle%5D)+AND+%22J+Hazard+Mater%22%5BJournal%5D)">Gliding arc plasma processing of CO2 conversion.</a> J Hazard Mater. 146 (1), 309-315 (2007).</li>
<li>Nunnally, T., Gutsol, K., Rabinovich, A., Fridman, A., Gutsol, A., Kemoun, A. <a target="_blank" href="http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0022-3727/44/27/274009/meta">Dissociation of CO2 in a low current gliding arc plasmatron.</a> J Phys D: Appl Phys. 44 (27), 274009(2011).</li>
<li>Indarto, A., Choi, J. -W., Lee, H., Song, H. K. <a target="_blank" href="http://online.liebertpub.com/doi/abs/10.1089/ees.2006.23.1033">Conversion of CO2 by gliding arc plasma.</a> Environ Eng Sci. 23 (6), 1033-1043 (2006).</li>
<li>Rusanov, V. D., Fridman, A. A., Sholin, G. V. <a target="_blank" href="http://iopscience.iop.org/article/10.1070/PU1981v024n06ABEH004884/meta">The physics of a chemically active plasma with non-equilibrium vibrational excitation of molecules.</a> Sov Phys Usp. 24 (6), 447(1981).</li>
<li>Butylkin, I. uP., Zhivotov, V. K., Krasheninnikov, E. G., Krotov, M. F., Rusanov, V. D., Tarasov, I. uV., Fridman, A. A. Plasma-chemical process of CO2 dissociation in a nonequilibrium microwave discharge. Zh Tek Fiz. 51, 925-931 (1981).</li>
<li>Will, S., Schraml, S., Leipertz, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Two-dimensional+soot-particle+sizing+by+time-resolved+laser-induced+incandescence%5BTitle%5D)+AND+%22Opt+Lett%22%5BJournal%5D)">Two-dimensional soot-particle sizing by time-resolved laser-induced incandescence.</a> Opt Lett. 20, 2342-2344 (1995).</li>
<li>Lepoutre, F., Louis, G., Manceau, H. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0009261477850823">Collisional relaxation in CO2 between 180 K and 400 K measured by the spectrophone method.</a> Chem Phys Lett. 48, 509-514 (1977).</li>
</ol>

המחברים מצהירים כי אין להם אינטרסים פיננסיים מתחרים.

<html> הן עבור electrification של התעשייה הכימית ואת מקטין את intermittency באנרגיה מתחדשת, כורים זרימה רציפה נדרשים נהיגה כימיה במערכת קיימא. זה כבר מוכר כי זרימה רציפה כורים יהיה תפקיד חשוב מהפכה בתעשייה הכימית 21 . ליתר דיוק, הכור פלזמה זוהה כחלופה אטרקטיבית מסחרית למפעלים כימיים בייצור של CO 2 דלקים ניטרליים בשל הפשטות שלהם, קומפקטיות ומחיר נמוך 22 . מגוון רחב של טכנולוגיות פלזמה הוצעו עבור ניתוק של CO 2 23 , כולל קורונה משחרר 24 , 25 , 26 , פריטי פעמונים nanosecond 27 , הפרשות קטודה חלול מיקרו 28 , microplasmas&quot;Xref&quot;&gt; 29, מחסום דיאלקטרי פורק 30 , 31 , 32 , 33 , קשתות גלישה 34 , 35 , ומיקרובות פלזמה 37 , 38 . מתוך אלה טכנולוגיות משתנות מאוד, פלזמה מיקרוגל arc גלישה כבר פעלו עם הכוח הגבוה ביותר, בטווח ק&quot;ו, הראו את היעילות הטובה ביותר, 40% עבור arc דואה 60-80% עבור פריקה במיקרוגל. הן פלזמה מיקרוגל הכור arc דואה ניתן להפעיל בעוצמה גבוהה, תנאי הכרחי עבור קנה המידה עד 100 ~ כ&quot;ס, אשר מוקרן ליישום מעשי. המבצע של פלזמת המיקרוגל אינו מוגבל ל- CO ניתוק 2 ועשוי לשמש גם מתאן ו קיבוע חנקן רפורמה. החיסרון העיקרי של הכור במיקרוגל הוא נמוך presבטוח (100 mbar) בתנאים אופטימליים, אשר מגביל את התפוקה הגז המרבי. ההליך המתואר הודגם עם CO 2 , אבל זה יכול לשמש ללא שינוי עבור ההפעלה של CH 4 , N 2 או מולקולות יציבות אחרות. ברוב המקרים האלה, להקות IR שונות צריך להיות נמדד המתאימים למוצרים הצפוי כמו NH 3 , NO x , C 2 H 2 , C 2 H 4 , וכו &#39; הפעלת פלזמה מתאן יכול להיות מסורבל כמו פיח - אחד של מוצרי התגובה - מופקד על הקירות ו יספוג מיקרוגלים, ביעילות כיבוי הפלזמה. למרות שאיבת הרטט היא הרבה פחות יעילה במתאן מאשר ב- CO 2 בגלל השיעורים הגבוהים של ה- VT, פלזמה-קטליזה יכולה בכל זאת להיות מועילה למתאן (פרידמן 5 , p.688) מדויק מדידות ריילי פיזור קשה להשיג בפלזמה פיח, בגלל התרומה הגבוהה של אור תועה כתוצאה ממי התפזרו על חלקיקי הפיח. למרות שזה מסבך את המדידות ריילי, זה יכול לשמש כדי לכמת את צפיפות של חלקיקים פיח במקום 39 . רמאן פיזור יכול לספק חלופה אטרקטיבית למדידת הטמפרטורה בסביבה זו, כפי שהוא מאפשר להבחין מבחינה ספקטראלית אור תועה (ראמאן) מפוזרים רכיבי האור. זמן האינטגרציה של פיזור ראמאן הוא בסדר גודל של 20 דקות, כך שהתנודות בפלזמה ממוצעות. רק לטווח ארוך ההשפעות כמו חימום של המערכת יכולה להשפיע על המדידה, כמו זה מגביר מעט את הלחץ הכור. דווקא בגלל החפיפה בין הספקטרום הגדול בין אור תועה לבין ריילי מפוזרים באור, לא ניתן להפריז בחשיבות של דיכוי אור תועה (אפילו בהיעדר פיח). אור תועה יכול להיות מופחת על ידי כראויהצבת הבלבל, הגדלת המרחק המוקד של הלייזר אורך ההתקנה, ולהגדיל את קוטר הצינור. השימוש בקרן ואקום מקטין עוד יותר את רמות האור התועה, שכן הוא מבטל את חלון היציאה. לחלופין, ניתן להשתמש בחלונות Brewster גם כן. כפי שתואר לעיל, ידע מסוים של הרכב נדרש (או נמדד או מדומה) כדי להסביר כראוי עבור חתכים שונים ריילי חתכים. פלזמה מיקרוגל הזרימה הוכיחה עצמה להיות שיטה קיימא של כימיה נהיגה עם יעילות אנרגיה של עד 50%, את הגמישות של מיתוג מהיר, ושימוש רק חומרים זולים. הטמפרטורות שנרשמו במרכז עם זאת, הם הרבה יותר גבוה מאשר מה חיובי עבור overbopulation הרטט גבוה. על ידי הפחתת הטמפרטורה, אפילו יעילות אנרגיה גבוהה יותר ניתן להגיע. למרות הורדת הכוח ( למשל , ל 200 W) היה להקטין את טמפרטורת הגז, ללא אופטימיזציה נוספת של הכור, זהגם מפחית את היעילות. שתי דרכים אחרות להקטנת הטמפרטורה מוצעות כאן. הדרך הראשונה היא הדופק את כוח המיקרוגל. על ידי הפעלת כוח פולסים קצר יותר מאשר זמן טיפוסי VT- הרפיה, הגז יכול להתקרר בין הפולסים וכתוצאה מכך, פחות כוח הולך לאיבוד הרפיה VT. זה בתורו אומר יותר כוח מושקע השאיבה vibrational כי מקדם דיסוציאציה יעילה. זמן הרפיה VT הוא 70 μs בטמפרטורת החדר ו 100 mbar 40 , אשר משמש גבול עליון עבור הדופק בזמן. פעימה יכול רק להגביר את היעילות במשטר פלזמה שבו מסלול ההמרה העיקרי הוא על ידי המרה לא שיווי משקל. הדרך השנייה להגביר את היעילות היא להוסיף זיהומים אלקלי כדי להתאים את EEDF 8 . על ידי שליטה על EEDF, ובמיוחד טמפרטורת האלקטרון, האלקטרונים יכולים להעביר את האנרגיה שלהם ביעילות רבה יותר לרטטים מולקולריים,H שוב תוצאות קידום של רמות vibrational גבוהה כי הם חיוניים לתגובות יעילות.

מאמר זה מתאר פרוטוקול של פלזמה מיקרוגל זורם של עד 1 כ&quot;ס, תוך מדידת טמפרטורת הגז פלזמה המרה CO 2 . דאגות לשינוי האקלים ומודעות עקבית לקיימות הובילו לצמיחה מתמדת של נתח האנרגיה הגלובלית. עם זאת, הטבע לסירוגין של אנרגיה סולארית ורוח במקומות הלחץ על מערכת האנרגיה ומעכב פריסות נוספות. אחסון (לטווח ארוך וקצר) והמרה ( למשל , לדלקים כימיים) נדרשים להקטין את הסירוגין ולהפיכת אנרגיה בת קיימא לזמינה למגזרים אחרים, כגון תחבורה. CO המיוצר בכור יכול לשמש גז חומר גלם לסינתזה של, למשל , מתאן או דלקים נוזליים. באמצעות אלה דלק תחנות כוח, חשמל יכול להיווצר גם כאשר הייצור המיידי של אנרגיה מתחדשת הוא נמוך. CO 2 המיוצר אלה plaNts יוצר לולאה סגורה כך לא CO 2 נטו מוצג באווירה, מה שהופך אותו מחזור נקי. המערכת יכולה רק להקטין את הסירוגין אם זמן המעבר קטן מהתנודות באספקת האנרגיה. בתצורה הנוכחית, זמן האתחול נקבע על ידי הצורך להתחיל בתנאים התמוטטות אידיאלי ולאחר מכן לכוון את תנאי ההמרה אופטימלית. בעיקרון, זה יכול להיות להתגבר על ידי הצתה עם אמצעים אחרים כמו לייזר ממוקד או ניצוץ. מגבלות פיסיקה פלזמה הם בסדר גודל של 0.1 ms. זה הרבה יותר קצר מאשר את הזמנים של אפקטים אטמוספריים טיפוסי, כמו למשל , עננים נעים על מערך פאנל סולארי. אקסטרפולטינג מהמערכת הנוכחית ליישום אמיתי בהגדרת ייצור בר קיימא של דלק הוא עדיין ירייה ארוכה למדי. באופן אידיאלי, תהיה סדרה של כורים מיקרוגל של 100-500 כ&quot;ס, כל אחד מחובר לשדה פאנל סולארי או טורבינת רוח, עם המעבר של הפרט reaCtors על פי אספקת האנרגיה. מאמר זה דן בגישה פלסמה, מתאים באופן גנרי ליישום של המרה / הפעלה של מולקולות יציבות כגון CO 2 , N 2 ו CH 4 . הנה, הוא הציג באמצעות הדוגמה הספציפית של הפחתת CO 2 ל- CO כצעד ראשון סינתזה דלק כימי. כרום פלזמה מיקרוגל זורם מתאים לפתרון בעיות intermittency כפי שהוא בעל זמני הפעלה נמוכים ניתן לבנות באמצעות חומרים זולים. במיקרוגל פלזמה, אלקטרונים פלזמה חופשית לנוע עם השדה החשמלי מתנודדת של המיקרוגל. אנרגיה מועברת לאחר מכן לחלקיקים הכבדים (מינים נייטרלים ומיוננים) באמצעות התנגשויות. בגלל ההבדל הגדול שלהם המוני, הכור הזה הוא בעיקר יעיל ב התנגשויות אלסטיות. ראשית, יש יינון. במצב יציב, שיעור יינון בעצם שווה הפסדים עקב recomBination. עם זאת, כפי שמוצג בטבלה 1 , האנרגיות של היינון גבוהות באופן משמעותי מאנרגיות הדיסוציאציה, מה שהופך את הניתוק באמצעות יינון לאי-יעילות. כמו כן, השפעת הדיסקוציאציה של האלקטרונים כרוכה בסף אנרגיה של יותר מ -10 eV 1 , והיא גם אינה יעילה באופן מהותי. הסיבה שלב פלזמה עדיין יכול להיות מנגנון יעיל להשיג דיסוציאציה מולקולארית היא עירור יעיל של מצבי הרטט 2 . באנרגיות אלקטרונים ממוצעים של כמה eV הנפוצים עבור מיקרוגל פלזמה 3 , עירור vibrational הוא מסלול העברת האנרגיה הדומיננטית. המתיחה הא-סימטרית חשובה במיוחד משום שהיא יכולה להפיץ במהירות אנרגיה בין רמות גבוהות יותר באמצעות התנגשויות בין מולקולריות. שער החליפין של האנרגיה עולה עם טמפרטורות וירידות עבור ΔE גדול יותר, והוא גדול עקב tO anharmonicity בסולם הויברציה ואת ההבדל אנרגיה קטנה הקשורים בשני מצבי רטט סמוכים 4 . שאיבת למעלה של רמות vibrational גבוה יכול ללכת עד כל הדרך עד דיסוציאציה, מה שגורם תגובה יעילה דיסוציאציה אנרגיה 5 . שאיבת הרטט הגבוהה ב CO 2 מובילה למצב שבו מצבי רטט גבוהים יותר מאוכלסים הרבה יותר מאשר הם יהיו שיווי משקל תרמי, ובסופו של דבר לייצר את מה שמכונה טריאן הפצה 6 . התנאי להשגת יתר אוכלוסין של רמות הרטט הגבוהות יותר הוא ששיעורי הרפיה של רטט-רטט (VV) גבוהים בהרבה משיעורי הרפיה של רטט-רטט (VT). זה המקרה של מצב מתיחה אסימטרי של CO 2 . שיעורי הרפיה VV ירידה עם הגדלת טמפרטורת הגז, בעוד שיעורי VT להגדיל. מאז הרפיה VT להגדיל את הגזטמפרטורה, מנגנון משוב חיובי יכול לייצר הרפיה VT בורח, המוביל להרס של ריבוי יתר של רמות vibrational גבוה. במילים אחרות, טמפרטורות גז נמוכות הן חיוביות להפצה חזקה לא תרמית. למעשה, הפלזמה תציג טמפרטורות שונות לחלוטין עבור המינים השונים ואת דרגות החופש שלהם. בטמפרטורות האלקטרון טיפוסי של כמה eV, טמפרטורות vibrational יהיה כמה אלפי מעלות צלזיוס בעוד הטמפרטורות translational (גז) עשוי להישאר מתחת 1,000 מעלות צלזיוס. מצב כזה מסומן כחוסר שיווי משקל חזק , והוא הוכר כתומך חיובי לתגובות כימיות. טמפרטורת הגז translational, שכן הוא כל כך חשוב עבור יעילות האנרגיה שבה פלזמה עלול לנהוג תגובות כימיות, דורש אבחון מדויק ומדויק מרחבית. ספקטרוסקופית פליטה היא הבסיס<html> גישה בפיזיקה פלזמה כדי להסיק טמפרטורות. לדוגמה, ניתן להעריך ספקטרום סיבוב באמצעות זיהומים לאבחון אופטימלי. עם זאת, זה תמיד כרוך שורה של אינטגרציה ראייה ולכן ממוצעים. כפי שנראה בעיתון הנוכחי, טמפרטורות הטמפרטורות חייבות להיות תלולות בהתחשב בטמפרטורות המרכזיות הגבוהות של עד 4,000 K ו טמפרטורות קצה שנקבעו על ידי קיר של ~ 500 K. בנסיבות כאלה, מדידות מקומיות הם יקרי ערך. בעבודה הנוכחית, מדידות צפיפות מקומית מפריסת ריילי משולבות במדידות לחץ כדי להסיק את הטמפרטורה באמצעות חוק הגז האידיאלי. מדידות פיזור ריילי כרוכות התמקדות ליזר בהספק גבוה בנפח מדגם שממנו הפיזור אלסטי של הפוטונים על האלקטרונים הכבולים של מולקולות 2 CO מזוהה. טמפרטורת הגז קשורה לעוצמת אות ריילי באמצעות: על 1 &quot;src =&quot; / files / ftp_upload / 55066 / 55066eq1.jpg &quot;/&gt; כאן T הוא טמפרטורת הגז, p הוא הלחץ הנמדד על ידי מד לחץ, אני עוצמת ריילי נמדדת, dσ / dΩ (T) הוא חתך ריילי C הוא קבוע כיול. מאז חתך dσ / dΩ (T) הוא תלוי מינים אנו רואים כי עבור טמפרטורות גבוהות, כאשר דיסוציאציה הוא משמעותי, קבוע כיול הוא פונקציה של הטמפרטורה. ההנחה היא כי במרכז החם, רק שיווי משקל המרה מתרחשת, כך ריכוז המינים לטמפרטורה נתון ניתן לחשב. בדרך זו, ניתן לחשב בצורה מספרית את חתך אפקטיבי עבור טמפרטורה נתון, המשמש לחישוב עוצמת ריילי, כי צפוי להיות נמדד לטווח של טמפרטורות 7 . זה חתך יעיל כפונקציה של הטמפרטורה מוצג באיור 1 </st<html> Rong&gt;. הביצועים של המרה פלזמה הוא לכמת על ידי אמצעי FTIR. ההנחה היא במקרה הנוכחי של הפחתת CO 2 כי התגובה נטו בפלזמה היא: <img alt="משוואה 2" src="/files/ftp_upload/55066/55066eq2.jpg" /> זה מאפשר את השימוש של גורם המרה יחיד α, אשר קשורה חלק נפח CO על ידי <img alt="משוואה 3" src="/files/ftp_upload/55066/55066eq3.jpg" /> , אשר בעקבות הריכוזים כי הם להסיק מן חתימות ספקטרלי של CO ו CO 2 ב FTIR- ספקטרה. אנו מציינים כי חתך ריילי יעיל אינו ניתן להסיק בקלות ממקטור ההמרה הכולל כפי שנקבע על ידי FTIR. ההמרה הכוללת אינה נקבעת רק על ידי טמפרטורת הכור המרכזית אלא גם על ידי הדקויות בפרופיל הרדיאלי של טמפרטורת הגז. Ove_content &quot;&gt; המסמך הנוכחי מפרט את ערכת האבחון המוצעת שלנו לאפיון המרת גז כימי של פלזמה במיקרוגל ומדגים את הסגל שלה בדוגמאות נבחרות.סריקות פרמטרים מלאות במונחים של זרימת גז, לחץ ומיקרוגל עבור הכור הנמצא תחת הערכה ניתן למצוא ב 7 , 8 , 9 .

<table><tbody><tr><td>1kW magnetron</td><td>Muegge</td><td>MW-GIRYJ1540-1K2-08</td><td></td></tr><tr><td>סירקולטור עם עומס מים</td><td>פיליפס</td><td>2722 163 02101</td><td></td></tr><tr><td>3-stub מקלט</td><td>IBF-אלקטרוני</td><td>WR340PTUN3AC174A</td><td></td></tr><tr><td>מוליך עם הזזה קצרה</td><td>תוצרת בית</td><td></td><td></td></tr><tr><td>17 מ"מ ID / 20 מ"מ OD קוורץ צינור</td><td>Saillart</td><td>מותאם אישית</td><td></td></tr><tr><td>27 מ"מ פנימי / 30 מ"מ OD קוורץ צינור</td><td>Saillart</td><td>מותאם אישית</td><td></td></tr><tr><td>18 מ"מ ID / 20 מ"מ OD ספיר צינור</td><td>דיוק ספיר טכנולוגיות</td><td>מותאם אישית</td><td></td></tr><tr><td>KF-ואקום אוגנים</td><td>Hositrad</td><td></td><td></td></tr><tr><td>בקר זרימת המונים</td><td>Tylan / Brooks</td><td>FC-2901V-4V</td><td></td></tr><tr><td>MFC בקרת</td><td>יחידה MKS</td><td>PR-3000</td><td></td></tr><tr><td>מד לחץ</td><td>אדוארדס</td><td>ASG-2000</td><td></td></tr><tr><td>משאבת ואקום</td><td>Edwards</td><td>E2M18</td><td></td></tr><tr><td>Nd:YAG לייזר</td><td>Continuum</td><td>Powerlite DLS 8000</td><td></td></tr><tr><td>AR חלון מצופה AR</td><td>Eksma Optics</td><td>210-1202E + 3025-i0 (ציפוי)</td><td></td></tr><tr><td>סורג עקיפה</td><td>Jobin Yvon</td><td>520-25-120</td><td></td></tr><tr><td>מגבר תמונה</td><td>Katod</td><td>EPM102G-04-22S</td><td></td></tr><tr><td>כוח מגביר מקור</td> עדשת ספקטרומטר <td>תוצרת בית</td><td></td><td></td></tr><tr><td>1</td><td>ניקון</td><td>135 מ"מ f/2</td> עדשת ספקטרומטר DC <td></td></tr><tr><td>2</td><td>ניקון</td><td>AF-S 85 מ"מ f/1.8g</td><td></td></tr><tr><td>CCD-מצלמה</td><td>אופטיקה בעלות הברית</td><td>Manta G-145B</td><td></td></tr><tr><td>FTIR-spectrometer (פליטה)</td><td>Varian/Agilent</td><td>Cary 670</td><td></td></tr><tr><td>FTIR-spectrometer (באתר)</td><td>Bruker</td><td>Vertex 80v</td><td></td></tr><tr><td>חלונות CaF2</td><td>Crystran</td><td>CAFP25-2U</td><td></td></tr></tbody></table>

פלזמה מיקרוגל לא שיווי משקל עבור כימיה יעילה טמפרטורה גבוהה

Non-equilibrium Microwave Plasma for Efficient High Temperature Chemistry

מתודולוגיה זורמת פלזמה מיקרוגל מבוסס על המרת אנרגיה חשמלית לתוך מצבי פנימי ו / או translational של מולקולות יציבה במטרה לנהוג ביעילות כימיה לא שיווי משקל הוא דנו. היתרון של כור פלזמה זורם הוא כי תהליכים כימיים מתמשכים יכול להיות מונע עם הגמישות של זמני האתחול של השניות timescale. הגישה פלזמה מתאימה באופן כללי להמרה / הפעלה של מולקולות יציבות כגון CO 2 , N 2 ו CH 4 . כאן הפחתת CO 2 ל- CO משמשת כמערכת מודל: האבחון המשלים ממחיש כיצד המרה שיווי משקל תרמודינמי הבסיס יכול להיות חריגה על ידי אי שיווי משקל מהותי מן עירור vibrational גבוהה. ליזר (ריילי) פיזור משמש למדידת טמפרטורת הכור ואת ספקטרוסקופיית פורה (FTIR) לאפיין ב פנימי באתרו עירור (רטט) וכן EFFהרכב luent לפקח המרה סלקטיביות.

בסעיף זה מוצגים תוצאות מייצגות עבור הכור הזורם בפלסמה. נמצא כי CO- המרה מוצג להגדיל באופן ליניארי עם אנרגיה מסוימת, עד כ 2.2 eV / מולקולה. יעילות האנרגיה η מחושבת כדלקמן : <img alt="משוואה 4" src="/files/ftp_upload/55066/55066eq4.jpg" /> הנה α היא ההמרות שנמדד, q את קצב זרימת הגז המולקולרי, ΔE = 2.7 eV מהאנרגיה ניתוק נטו, ו P בכוחה קלט. באמצעות המרה הנמדד (כמוסבר בפסקה הבאה), אנחנו יכולים למצוא את יעילות האנרגיה של הכור פלזמה, אשר זממו עבור מגוון רחב של לחצים וכוחות ספיקה קבועה של 13 SLM באיור 8 A ו- 8B. פלזמה פלזמהOved מסוגל להמיר CO 2 ל CO עם יעילות אנרגיה של עד 49%, אשר דומה יעילות תרמודינמית מקסימלית 5 . למרות היעילות המדווחים כאן קרוב לזה של ניתוק תרמי, זה מוכיח כי פלזמה לא שיווי משקל יכול לייצר נפח CO נפח גבוה יותר מאשר שיווי משקל על טמפרטורה translational נמדד.יתרון גדול על דיסוציאציה תרמית היא כי התגובה יכולה להיות מופעלת או לבטל את זה בתוך כמה שניות, אשר נדרש כדי להקל על ייצור כוח תנודה. בנוסף, יש פוטנציאל להגביר את היעילות עוד יותר על ידי התאמת הפונקציה אנרגיה הפצה אלקטרונים (EEDF). כעת אנו מתמקדים בתוצאות המתקבלות למיצוי. ריכוז CO נמדדת על ידי ספקטרוסקופית ספיגה IR. בתרשים 9 A ו- 9B מוצג ספקטרום ייצוגי. תוצאות התאמה של teשל 299.36 K והמרה של 14.7%. הנתונים הנמדדים (כחול) נמצאים בהשוואה טובה לנתוני ההתאמה (ירוק). מאז הטמפרטורה במצות קרוב לטמפרטורת החדר, זה אפשרי להשאיר את הטמפרטורה כפרמטר קבוע בהליך הולם. לאחר מכן, את המדידות באתרו נדונים. כאשר לפרש את עוצמת האור ריילי, זה חייב להילקח בחשבון כי חתכי רוחב ריילי של מוצרי התגובה - CO, O ו- O 2 - שונים באופן משמעותי מזה של CO 2 15 , 16 . בעיה זו יכולה להיפתר רק אם מידע על הרכב נפח המדגם זמין. אם ספקטרום ראמאן יכול להיות מוקלט, הוא הציע לפקח על ספקטרום ראמאן של מולקולה CO כדי להעריך את מספר הצפיפות המקומית של המוצרים. מקטב יכול לשמש במקרה זה כדי לחסל אור תועה, תומסון, ריילי פיזור, תוך הפחתת עוצמת סיבובIonal ראמאן פוזר אור רק גורם 3/7 17 . אם הספקטרום ראמאן לא ניתן למדוד כי שיא ריילי לא מופחת מספיק, ההמרה ניתן להעריך על סמך שיווי המשקל (ראה הפניות 7 , 20 ). למרות זאת מתעלם הייצור משופר בשל תנאי שיווי משקל, טמפרטורות הגז גבוהות מספיק כדי להצדיק את זה פישוט. באיור 10 , נתוני הטמפרטורה מוצגים עם חתכים שונים ריילי חתכים כלל. נמצא כי ללא כל אופטימיזציה לפלזמה, הגז במרכז הפלזמה יכול להגיע לטמפרטורות של עד 5,000 ק &#39;. זה הוכח פלסמות Ar כי התומס פיזור ופיזור ממין נרגש הופך משמעותי אם הטמפרטורה מגיעה לסדר של 10,000 K 18 , 19 , 20 , מה שהופך אתמדידת טמפרטורה אמינה. בהתחשב בערכים של חתכים חתך ההפרש עבור ריילי ו Thomson פיזור של 0.148 · 10 -30 m 2 ו 7.94 · 10 -30 m 2 , בהתאמה, תואר יינון של 1.9 · 10 -4 יהיה צורך תרומת תומסון של 1 %. זה הרבה יותר גבוה מאשר תואר יינון צפוי להיות נוכח בפלסמה (פרידמן 5 , p294) של 1 · 10 -6 ל 8 · 10 -5 . מדידות FTIR באתרו היו בזרימה של 2.0 slm ולחץ נמוך משמעותית של 5 mbar כדי ליצור פלזמה הומוגנית, אשר מבטיח מדידה משולבת נתיב אמין. זה גם אומר כי פלזמה עצמה נוגע ומחמם את הקיר. כדי למנוע את הקיר מלהיות חם מדי, הכוח מופחת רק W 30. למרות CO- הייצור הוא זניח על הכוח הזה נמוך לחץ, באתרםFTIR עדיין מספק תובנות רלוונטיות לתוך הדינמיקה של פלזמה 2 CO. ספקטרה נרשמו עם רזולוציה של 0.125 ס&quot;מ -1 . הספקטרום היה מצויד במודל המבוסס על HAPI, ממשק תכנות יישומים של HITRAN 12 . הקוד שונה כדי לכלול טמפרטורות נפרדות עבור מצבי הרטט השונים. טמפרטורה אחת T 12 שימשה הן למתוח הסימטרי והן למצב כיפוף, מכיוון שתהודה של פרמי מבטיחה רגיעה מהירה בין שני המצבים הרגילים. התוצאה של ההתאמה היא T = 700 K, T 12 = 1,250 K, ו- T 3 = 1,500 K, כפי שמוצג באיור 11 . הלחץ המותאם היה 10 mbar. הערכת יתר זו עלולה לפצות על מקדם טמפרטורה מוערך עבור הלחץ המתרחב. טמפרטורת הגז שנמצאה עם פיזור ריילי יכולה להיות שונה מ oNe נמצא עם FTIR, מאז ריילי מפזר אמצעים טמפרטורות מקומיות בעוד ספקטרה FTIR הם משולבים קו. <img alt="איור 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55066/55066fig1.jpg" /> איור 1 : תלות טמפרטורה של חתך ריילי חתך ריילי המוביל כאשר מתוך חתכים שונים עבור מוצרי התגובה. ההמרה של שיווי משקל תרמי היא להניח לחשב את שברים שומה המין היחסי. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55066/55066fig1large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55066/55066fig2.jpg" /> איור 2 : הגדרת אופטי עבור מדידות ריילי עדשה focuSes אור הלייזר למרכז צינור קוורץ. מוליך הגל משיקה מיקרוגלים לתוך הפלזמה, ממוקמת במוקד הלייזר. חור הבוכנה מספק גישה אופטית עבור אקורד לייזר. הספקטרומטר מורכב מ -) 1 (חריץ הכניסה,) 2 (מראת היגוי,) 3 (עדשת ה Littrow,) 4 (סורג מפזר,) 5 (מגבר תמונה,) 6 (ו -) 7 (עדשות מיקוד, ) CCD מצלמה. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55066/55066fig2large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55066/55066fig3.jpg" /> איור 3 : תמונות של תוכנית ההתקנה ( א ) תמונה של הגדרת ואקום, כולל המוליך מיקרוגל וסיבים אופטיים. ( ב ) תמונה של החלק הפנימי של ספקטרומטר, עם העדשה littrow ואת עקיפה צרוב visibl<html> ה. ( C ) תמונה של מערכת העדשה המשמשת לתמונה את האור המוגבר למצלמת ה- CCD. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55066/55066fig3large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55066/55066fig4.jpg" /> איור 4 : אינטנסיביות מדידת כפונקציה של לחץ ריילי הנמדד מתפזר כפונקציה של לחץ, בנקודות זמן שונות. קו מוצק כחול מייצג התאמה ליניארית של הנתונים. סרגלי השגיאה מציינים את השגיאה המוחלטת של מד הלחץ. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55066/55066fig4large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> 066 / 55066fig5.jpg &quot;/&gt; איור 5 : ציור סכמטי של FTIR הגדרת גז פליטה ניתוח תא גז מונח בתא המדגם של ספקטרומטר FTIR. התא מחובר בסדרה עם פליטה כך גז זורם דרכו. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55066/55066fig5large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55066/55066fig6.jpg" /> איור 6 : הגדרת FTIR באתר תמונות סכמטיות של הגדרת FTIR באתרה . צינור הזרימה הוא זקוף וגז זורם מלמטה למעלה. הצינור הוא במוקד של קרן FTIR. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55066/55066fig6large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לראות גדול יותר</a>על נתון זה. <img alt="איור 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55066/55066fig7.jpg" /> איור 7 : תמונות של הגדרת FTIR באתרה צד ( A ) ו העליון ( B ) להציג את גל המדף בתא המדגם של ספקטרומטר FTIR. המפוח על ראש גל ההידוק מחובר למשאבה ואקום ולפעול כמפלט עבור הכור. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55066/55066fig7large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="הספרה 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55066/55066fig8.jpg" /> איור 8 : יעילות אנרגיה מייצגת ויעילות המרה בגרף ( A ), יעילות האנרגיה עבורRa אופייני פלזמה מתואר כפונקציה של כוח מיקרוגל מוחל, בלחצים הנעים בין 127 ל 279 mbar. בתרשים ( B ), יעילות ההמרה מתוארת. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55066/55066fig8large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 9" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55066/55066fig9.jpg" /> איור 9 : ספקטרום הקליטה אינפרא אדום (IR) נציג של CO גרף ( A ) מציג את ספקטרום הקליטה IR נמדד של פליטת גז (נקודות כחולות). הקו הירוק הירוק מראה את הריבועים הכי פחות מתאימים לנתונים. תוצאות ההתאמה הן T = 299.36 K ו- α = 14.7%. תמונה מוגדלת מוצגת ב ( B ). <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55066/55066fig9large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גדול</a>R גרסה זו דמות. <img alt="איור 10" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55066/55066fig10.jpg" /> איור 10 : טמפרטורת הגז הנמדדת בגרף זה, טמפרטורת הגז של מרכז הפלזמה, כפי שהיא נמדדת על ידי פיזור ריילי, מוצגת כפונקציה של כניסת אנרגיה ללחצים שונים. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55066/55066fig10large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 11" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55066/55066fig11.jpg" /> איור 11 : ספקטרום הקליטה באתרה באתרו של פריקת הפלזמה גרף ( A ) מציג את ספקטרום הקליטה IR נמדד של פריקה CO 2 . הקו הכחול נותן את ההתאמה הטובה ביותרE (נקודות ירוקות) עם T = 700 K, T 12 = 1,250 K ו- T 3 = 1,500 K. הקו האדום נותן את שאריות ההתאמה. תמונה מוגדלת ניתן לראות ב ( B ). <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55066/55066fig11large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <table fo:keep-together.within-page="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td></td><td> יינון </td><td> דיסוציאציה </td></tr><tr><td></td><td> EV </td><td> EV </td></tr><tr><td> CO 2 </td><td> 13.77 </td><td> 5.52 </td></tr><tr><td> שיתוף </td><td> 14.01 </td><td> 11.16 </td></tr><tr><td> O 2 </td><td> 12.07 </td><td> 5.17 </td></tr><tr><td> N 2 </td><td> 15.58 </td><td> 9.8 </td></tr><tr><td> CH 4 </td><td> 12.51 </td><td> 4.54 </td></tr><tr><td> CH 3 </td><td> 9.84 </td><td> 4.82 </td></tr><tr><td> CH 2 </td><td> 10.4 </td><td> 4.37 </td></tr><tr><td> CH </td><td> 10.64 </td><td> 3.51 </td></tr><tr><td> H 2 </td><td> 15.43 </td><td> 4.52 </td></tr></tbody></table> טבלה 1: אנרגיות יינון ודיסוציאציה של מינים ומוצרים נפוצים.

מאמר זה מתאר כרום זורם מיקרוגל המשמש להפעלת כימיה יעילה שיווי משקל ליישום של המרה / הפעלה של מולקולות יציבות כגון CO 2 , N 2 ו CH 4 . מטרת ההליך המתואר כאן היא למדוד את טמפרטורת הגז באתרו המרה גז.

A flowing microwave plasma based methodology for converting electric energy into internal and/or translational modes of stable molecules with the purpose ...

המטרה הכללית של ניסוי זה היא להמיר או להפעיל מולקולות יציבות כגון פחמן דו-חמצני, חנקן, מתאן או מים באמצעות ריאקטור פלזמה במיקרוגל. שיטה זו יכולה לשמש למדידת האנרגיה ויעילות ההסגירה של ריאקטור הפלזמה במיקרוגל. מדידות אלו יכולות לשמש לאופטימיזציה של תנאי הריאקטור ולשיפור היעילות.היתרון המרכזי של כור הפלזמה הזורם הוא שזמני ההפעלה להנעת תהליכים כימיים רציפים הם בסדר גודל של שניות. אופי שיווי המשקל התרמי של המיקרו-כור מאפשר נצילות שמעל לגבול שיווי המשקל התרמודינמי של 55%, שהיא הנצילות הגבוהה ביותר שניתן להשיג באמצעות המרה תרמית סטנדרטית. כדי להתחיל בהקמת מערכת פלזמת המיקרוגל, חברו מגנטרון של one kilowatt למבודד הספק עם עומס מים מחובר.חבר את הבידוד (isolator) למכוון בעל שלושה תומכים (three stub tuner). חבר אפליקטור מיקרוגל למכוון, והתקן קצר מחליק לכיוון הפתח של 24 מילימטר מקצה מוליך הגלים. הכנס צינור חבל לאפליקטור וחבר את הצינור לאשניות KF ואשניות ואקום ולכניסת גז עדינה של עשרה.חברו לצינור שסתום דחיסה (throttle valve) המחובר בטור למשאבת ואקום. חברו שסתום מעקף במקביל לשסתום הדחיסה כדי לאפשר מעבר בין לחצים נמוכים לגבוהים. ניתן להשתמש בשסתום המעקף כדי להגיע ללחץ נמוך לצורך הצתה של הפלזמה מבלי לשנות את הגדרות השסתום.חבר את מקור הפחמן הדו-חמצני לכניסת הגז באמצעות בקר זרימה מסית (mass flow controller). לאחר מכן, הפעל את מערכת קירור המים של המגנטרון. ודא שמונה הקרינה וגלאי הגז ממוקמים סביב מכלול פלזמת המיקרוגל.וודאו שתנאי הכור מתאימים להדלקת פלזמה, ולאחר מכן הגבירו ידנית את רמת הספק המקור עד להדלקת הפלזמה. כווננו את כווןן השלוש-בדיות (three stub tuner) כדי למזער את ההספק המוחזר. לאחר מכן, כבו את הפלזמה.בשלב הבא, התקינו לייזר של 532 ננומטר כאשר קרן הלייזר מופנית לאורך צינור החבל. התקינו חלונות בריוסטר (Brewster) או חלונות אנטי-רפלקס המצופים עבור 532 ננומטר בכניסה וביציאה של הצינור. כווננו את הלייזר והקימו בולם קרן (beam dump) בקצה מערכת הוואקום.מקדמו את הלייזר למרכז מדריך הגלים, ולאחר מכן, דחסו את הריאקטור בגז CO2 ללחץ גבוה יותר מזה שייעשה בו שימוש במדידה. אם מתרחשת פריצת לייזר (laser breakdown), הפחיתו את הספק הלייזר. התקינו מחיצות (baffles) בצינורות הוואקום, התקינו עדשה בקו אחד עם מפתח של 24 millimeter במחוך ההגרה, ומקדו את האור שנאסף לתוך סיב אופטי בקוטר 400 micrometer.השתמש בסיב האופטי כדי לכוון את האור לחריץ הכניסה של ספקטרומטר מותאם אישית ומדוד את עוצמת האור המפוזר. חזור על המדידה עבור סדרה של לחצים יורדים ואמת כי הקשר בין הלחץ לעוצמה הוא ליניארי. כוונן את הספקטרומטר כדי למקסם את העוצמות הנמדדות.חברו את התא בטור עם פליטת הגז והרכיבו את חלוןיי סידן פלואוריד בכל קצה של התא. מקמו את התא בתא הדגימות של ספקטרומטר FTIR כאשר חלונות סידן הפלואוריד נמצאים בקו אחד עם קרן ה-IR. השתמשו באורך מספיק של צינור כדי להבטיח שהגז בתא יהיה בשיווי משקל כימי.כווננו את הגבר (gain) של אות ה-FTIR, עד שהעוצמה תהיה קרובה ככל האפשר למקסימום מבלי לחרוג ממנו. בצעו תצוגה מקדימה של האינטרפרוגרמה (interferogram), לאחר מכן, הפסיקו את זרימת הגז ורוקנו את התא. רכשו ספקטרום רקע.לאחר מכן, הגבירו את הלחץ במערכת באמצעות גז CO2 לכ-1 מיליבר והדליקו את הפלזמה. רכשו ספקטרום בטווח של 2,000 עד 2,400 סנטימטרים הפוכים באמצעות 10 ממוצעים. קבעו את חלק הנפח של הפחמן החד-חמצני, תוך שימוש במסד הנתונים HITRAN להתאמת קווי ה-CL שנמדדו.בעת התאמת ספקטרומים, יש לוודא שפונקציית המכשיר מוחלת על ספקטרום התמסורת ולא על ספקטרום הבליעה. הכללת לחץ של CO, הרחבה על ידי CO2, כולל הרחבה עצמית בלבד, עלולה להוביל לשגיאות של עד 20%. כדי לבצע מדידות NC2 FTIR, התאימו צינור ספיר למוליך גלים עם מערכת ואקום מיושרת אנכית. מקמו ספקטרומטר FTIR כך שמוליך הגלים יתמקם בתא הדגימה, וכסו את דפנות התא בחומר בולע מיקרוגל.הגדירו את ה-FTIR להשתמש ב-100 ממוצעים לפחות כדי לצמצם תנודות בפלסמה. רכשו ספקטרום בטווח של 2,400 עד 1,800 סנטימטרים⁻¹. תקנו את הספקטרום עבור הבליעה התלויה בטמפרטורה של ספיר לפני הניתוח.נמצא כי המרת ה-CO עולה באופן ליניארי עם הספק הכניסה בטווח של לחצים בקצב זרימה קבוע של 14 SLM. הקשר הליניארי דעך בלחצים גבוהים יותר, ונמצא כי הפלזמה ממירה CO2 ל-CO ביעילות אנרגטית של עד 49%, נתון שדומה לנצילות התרמודינמית המקסימלית. המרת ה-CO עלתה באופן ליניארי עם האנרגיה הספיציפית עד לכ-2.2 electron volts למולקולה.ריכוז ה-CO נמדד באמצעות ספקטרוסקופיית בליעה ב-IR של גז הפליטה. התאמה בשיטת הריבועים הפחותים הוחלה על נתוני ה-FTIR, אשר הובילה לחישוב של 14.7% המרה ב-299.36 Kelvin; טמפרטורת הגז של מרכז הפלסמה נקבעה ממדידות פיזור Rayleigh של NC2, שנלקחו בהספקים ובלחצים שונים. השפעת פיזור Thomson חושבה כזניחה, בהתבסס על חתכי השטח הדיפרנציאליים עבור פיזור Rayleigh ופיזור Thomson ועל דרגת היינון החזויה.מדידות ה-NC2 FTIR נערכו בתנאים שבהם ייצור ה-CO היה זניח ושימשו שוב כדי לחקור את הדינמיקה של פלזמת CO2; מודל המבוסס על ממשק תכנות המבוסס על השראת מגמה גבוהה הוחל כדי לקבוע את טמפרטורות התנודה המתאימות לאופני התנודה הנורמליים. לאחר צפייה בסרטון זה, תגיעו להבנה טובה של אופן ההפעלה של מיקרו-ריאקטור זורם וכיצד לנתח את התוצרים שהיוו. כור הפלזמה הזורם הוא אידיאלי לעיבוד מולקולות יציבות.על ידי ביצוע הליך זה, ניתן לעבד גזים אחרים, כגון מים, חנקן ומתאן. כדי להשיג המרה יעילה באמת שאינה במצב שיווי משקל, יש לשמור על הטמפרטורה נמוכה ככל האפשר, כדי למנוע כיבוי (quenching) של מולקולות בעירור תנודתי.

non-equilibrium-microwave-plasma-for-efficient-high-temperature

Research

JoVE Journal

Chemistry

כימיה

סרט זה מראה כיצד ניתן להצית לפיד פלזמה אטמוספרי על ידי מיקרוגל ללא מצתים נוספים ומספק פעולת פלזמה יציבה ורציפה המתאימה לשפע של יישומים.

כיצד להצית לחץ האטמוספרה מיקרוגל פלזמה לפיד ללא כל igniters נוסף

אנו מתארים את הסינתזה והתכונות של ננו-חלקיקי Fe2O3-Au רב-תכליתיים המיוצרים בגישה כימית רטובה וחוקרים את תכונותיהם הפוטותרמיות באמצעות קרינת לייזר. הננו-חלקיקים המרוכבים Fe2O3-Au שומרים על התכונות של שני החומרים, ויוצרים מבנה רב תכליתי עם תכונות מגנטיות ופלזמוניות מצוינות.

Fe ההיברידי משולב<sub&gt; 2</sub&gt; O<sub&gt; 3</sub&gt; חלקיקי -Au עבור חימום יעיל Plasmonic

פיתוח של חומרים אבלטיביים חדשים והמודלים המספריים שלהם דורש מחקר ניסיוני מקיף. פרוטוקול זה מתאר נהלים לאפיון תגובת חומר בזרימות פלזמה כאשר טכניקות הליבה הן שיטות לא פולשניות למעקב אחר נסיגת החומר יחד עם הכימיה בשכבת הגבול הריאקטיבית על ידי ספקטרוסקופיה של פליטה.

חקירת Layer פליטה ספקטרליים Boundary במהלך פולשני חומר בדיקה ב Plasmatron

ספקטרום ה- X מספק שפע של מידע על פלזמות בטמפרטורה גבוהות. כתב יד זה מציג את הפעולה של החלטה גל גבוהה הדמיה מרחבית ספקטרומטר קרני רנטגן המשמש להצגה מימן והליום דמוי יונים של אלמנטים מספר אטומי בינוני פלזמה tokamak.

החלת רנטגן הדמיה קריסטל ספקטרוסקופיה לשימוש כמו טמפרטורה גבוהה אבחון פלזמה

נוצר מערך ניסיוני עבור סילון הפלזמה בתדר kHz המופעל על ידי הליום. המערך כולל כלוב לאספקת החשמל והסילון של הפלזמה וכור מובנה לניטור מינים ריאקטיביים המושרים על ידי פלזמה ללא הפרעה של האטמוספירה הסביבתית.

התקנת פלזמת לחץ אטמוספרה לחקר היווצרות המינים הריאקטיבי

פרוטוקול זה מוצג כדי לאפיין את ההתקנה, הטיפול והיישום של ה- COST-Jet לטיפול במשטחים מגוונים כגון מוצקים ונוזלים.

טיפול במשטחים עם פלזמת לחץ אטמוספרי קר באמצעות עלות סילון

המטרה העיקרית של עבודה זו היא להקל על קבוצות מחקר שאינן מכירות את גשושיות לנגמיור וגשושיות פליטות להשתמש בהן כאבחון פלזמה, במיוחד ליד גבולות פלזמה. אנו עושים זאת על ידי הדגמה כיצד לבנות את הגשושיות מחומרים ואספקה זמינים.

בניית גשושיות Langmuir ו- Emissive Probes למדידות פוטנציאליות פלזמה בפלזמה בלחץ נמוך, פלזמה בטמפרטורה נמוכה

מוצג מכשיר פשוט, זול וחדשני לביצוע סינתזות פפטיד פאזה מוצקה בכור מיקרוגל מסחרי.

התאמה זולה של כור מיקרוגל מסחרי לסינתזה של פפטידים בשלב מוצק

dehydrogenative intramolecular מיקרוגל בסיוע דילס-Alder תגובות (DA) לספק גישה תמציתית לcyclopenta הפונקציונלי...

מיקרוגל בסיוע תגובות Dehydrogenative intramolecular דילס-Alder לסינתזה של Naphthalenes הפונקציונלי / צבעי Solvatochromic

ננו-חלקיקי סיליקה הוכנו באמצעות קטליזה של חומצה של מבשר סילוקסן וטכניקות סינתטיות בסיוע מיקרוגל וכתוצאה מכך צמיחה מבוקרת של ננו-חומרים בקוטר של 30-250 ננומטר. ניתן לשלוט בדינמיקת הצמיחה על ידי שינוי ריכוז החומצה הסיליקית הראשונית, זמן התגובה וטמפרטורת התגובה.

הכנה של חלקיקי סיליקה באמצעות חומצה קטליזה בסיוע מיקרוגל

למד להמיר מולקולות יציבות כמו CO₂ ו-CH₄ באמצעות כור פלזמה מיקרוגל. שיטה זו מאפשרת מדידת טמפרטורת גז ויעילות המרה בתהליכי כימיה טמפרטורה גבוהה.

פלזמה מיקרוגל לא שיווי משקל עבור כימיה יעילה טמפרטורה גבוהה

גלה סרטונים נוספים