Здесь мы демонстрируем использование построенной установки плазменного атмосферного давления в доме. Клетка металлическая сетка помогает достичь воспроизводимых условий плазмы с сведено к минимуму помех от внешних полей, в то же время защищая рядом чувствительного оборудования от возможных помех и / или повреждения любыми плазменно-индуцированных полей. Экранирование (арретирования) от установки, зависит от типа управляемой плазмы и его электрические характеристики. Цель состоит в том, чтобы обеспечить отсутствие внешних помех на работу плазменной и избежать плазменных полей мешают окружающее оборудование. В этом случае размер ячейки 22 мм, однако, уменьшается размер сетки может потребоваться для различных плазм. Технологические параметры плазмы контролировались с помощью напряжения и тока датчика, подключенного к осциллографу. Введение высокого напряжения зонда существенно изменяет электрическую среду, и, следовательно, зонд должен стать частью электрической системы и быть постулироватьподкладку таким же образом на протяжении всех экспериментов.
Использование стеклянного реактора, инкапсулирующего образец и плазменной струи позволит исключить окружающую атмосферу часто неизвестного состава из реакционной системы. В представленных результатов (смотри выше), он был использован для определения источника плазмы индуцированных активных форм кислорода в водном образце подвергается воздействию плазмы вытекающего потока. Такое исследование возможно, если молекулы жидкой воды и воды в исходном газе (пара) можно дифференцировать. Для того, чтобы определить , были ли сформированы гидроксильные радикалы в газовой фазе , или из жидких молекул воды, меченные изотопами воду вводили: Н 2 O 17 в качестве жидкой среды, H 2 O 16 пар в сырьевом газе. Если гипотетический эксперимент был проведен в открытой атмосфере, различие между этими двумя фазами были бы затруднены наличием водяного пара в окружающем воздухе.Альтернативный метод , чтобы минимизировать влияние окружающей атмосферы была продемонстрирована в литературе, в которой была предотвращена диффузия веществ из атмосферы в плазму с помощью выходящего потока защитного газа 17. Защитный газ (N 2 или O 2) создает газовую завесу с известной композицией 18. Реактор представлен в этой рукописи является простым способом устранения влияния окружающих компонентов воздуха (например, водяной пар), и могут быть использованы с различными плазменных струй без введения дополнительного потока газа. По аналогии с • радикала ОН, источник • H радикал может быть определена путем использования D 2 O / H 2 O системы. Недорогое D 2 O , также могут быть введены в сырьевом газе в виде пара , как описано выше.
Насыщение газа с H 2 O паров определяли перед взвешиванием колбы Drechsel и после того, как кипящий поток газа throuGh его. Относительная влажность (т.е. насыщение) газа вычисляется по количеству испаренной воды и объема газа , прошедшего через.
Обратите внимание, что в длительных экспериментах, температура жидкости в колбе Drechsel может уменьшаться из-за испарения. Относительная влажность рассчитывается для конкретной температуры. Рассчитанные значения дополнительно по сравнению с теми , в литературе 19 , чтобы определить относительную влажность подаваемого газа. Мы эмпирически обнаружили, что поток до 2 слм гелия через заполненную водой Drechsel колбу полностью насыщает газ с водяным паром. Однако повышенные скорости потока не может обеспечить достаточное время пребывания газа в жидкости для полного насыщения. Другие способы насыщения может потребоваться.
Еще одной сложной задачей является обеспечение того, что ни окружающего воздуха не присутствует в системе. Реактор предварительно продувают подаваемого газа с целью удаления остаточного воздуха.Время, необходимое для предварительной промывки будет зависеть от объема реактора и поток подаваемого газа. Отсутствие внешней диффузии атмосферного воздуха и уноса в систему, таких как система подачи газа плазмы гелий может быть протестирована с использованием не • NO радикальной реакции захвата. Оксид азота генерируется плазма из N 2 и О 2 молекулы воздуха могут быть обнаружены с помощью ЭПР в качестве радикального аддукта (MGD) 2 Fe 2+ 20 (MGD = N - метил-D-глюкаминовая дитиокарбаматной). В случае полного отсутствия воздуха, сигнал ЭПР аддукта не наблюдается. Отсутствие внешних молекул воды в реакторе, может быть продемонстрирована с помощью следующего эксперимента. Жидкий образец D 2 O подвергается воздействию сухой плазмы сырьевого газа. ЯМР - анализ образца после воздействия показывает количество H 2 O , привезенные в жидкости во время экспозиции. Это позволяет оценить количество остаточного H 2 O в тубинскимг используется для подачи газа 15 в эксперименте.
Конструкция контейнера образца имеет решающее значение в экспериментальной работе. Сначала мы попытались использовать пластиковые и стеклянные трубки микроцентрифужных. Вместе с относительно высоким потоком подачи плазмообразующего газа, малый диаметр отверстия не пропускает окружающий воздух проникает в микроцентрифужных трубку. Тем не менее, это имеет много недостатков. Плазма выставлены изогнуты и на значительное увеличение температуры вблизи краев трубки микроцентрифужных. Доставку вида из газовой фазы в жидкость была также значительно менее эффективным из-за различной динамики газовой фазы и областью низкого поверхности (и большой объем) жидкого образца. Таким образом, площадь поверхности жидкого образца имеет решающее значение для доставки активных форм из газовой фазы в жидкой пробе. Это особенно важно для короткоживущих радикалов. Таким образом, контейнер жидкий образец должен быть разработан, чтобы позволить обнаженныйжидкость, чтобы иметь большую площадь поверхности для эффективной диффузии. Образец должен также иметь низкую глубину, чтобы минимизировать конвекционные связанные ограничения жидкой пробы. Следует принимать во внимание , что повышенные потоков газа и особенно с зажженной плазмы создают значительные помехи на поверхности жидкого образца 21. Поэтому контейнер образец имеет хорошо-образную форму с диаметром и глубиной, необходимой для конкретного эксперимента. Высота стенда, на котором расположена скважина может быть скорректирована на экспериментальных потребностей. Резиновая изолирующая втулка, через которую струя плазмы вставляется в реактор дает возможность изменить угол контакта эффлюента с жидкостью.
Представленный метод позволяет исследовать источник активных форм (• ОН, • H и т.д.) , наведенный в жидкости с частотой кГц параллельным полем плазменной струи. Способ применения стеклянный реактор, окружающий струю не ограничивается ДЕСКribed условия, и могут быть использованы с другими плазмы атмосферного давления. Способ позволяет введение каких - либо примесей в подаваемом газе: пара, O 2, N 2 и т.д. Среди других его преимуществ является возможность проведения оптических измерений внутри него, хотя в этом случае оптическое качество кварцевого стекла должен быть использован в качестве реактора материал. Выпускная труба в нижней части реактора, позволяет использовать плазменную струю практически в любой лаборатории: выхлоп могут быть соединены с помощью пластиковой трубки с капюшоном удаленной экстракции. Концепция реактора является универсальным и может быть использовано в исследованиях различных плазм, где требуется контролируемая атмосфера. Например, полимеризация стирола ингибируется вида 22 кислорода, но может наблюдаться в реакторе , когда жидкий стирол подвергается воздействию плазмы подачи газообразного гелия.