一種利用低溫等離子技術改性材料表面性能的裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用低溫等離子技術改性材料表面性能的裝置，包括一個圓筒形外殼、安裝在所述圓筒形外殼一端的密封蓋、固定在圓筒形外殼內的多間距開槽石英板、安裝在所述多間距開槽石英板上的高壓電極板和接地電極板。本發(fā)明裝置是利用兩電極板高電壓介質阻擋放電低溫等離子區(qū)域產生的高能電子和活性自由基通過碰撞、交聯、反應等對固體材料表面理化特性進行改性。本發(fā)明裝置可廣泛用于各種吸附劑、催化劑和固體材料等表面理化特性的改性，依據材料應用需求的表面特性，可通過調節(jié)壓力、阻擋介質放電間距、氣氛和放電電壓等對固體材料表面進行改性處理，以適應不同固體材料表面改性需要。
【專利說明】
一種利用低溫等離子技術改性材料表面性能的裝置
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及低溫等離子改性材料表面性能的處理系統(tǒng)，尤其是一種介質阻擋放電低溫等離子放電模塊。
【背景技術】
[0002]低溫等離子技術(Non-Thermal Plasma，NTP)是一種具備多種污染物聯合脫除的新技術，被國內外學者認為是最具發(fā)展和應用潛力的污染物脫除技術之一。低溫等離子體技術是一個集化學、放電物理學和環(huán)境科學于一體的交叉綜合性技術，具有處理系統(tǒng)簡單、處理效率高、投資少、占地面積小、運行費用低、工藝過程為干式、沒有設備腐蝕、不存在二次污染等優(yōu)點，是國際上公認的具有極大市場潛力和應用前景的煙氣污染物處理新工藝，目前尤以脈沖電暈放電和介質阻擋放電的研究較為活躍。
[0003]近年來，等離子體技術在材料科學、生物學、環(huán)境科學和冶金化工等領域的應用十分活躍，以及在催化劑改性領域的有良好應用。低溫等離子體并不改變材料的塊材特性而僅影響材料的表面特性。低溫等離子體作為一種能對多孔材料表面物理化學性質進行改性的新穎方法，在材料表面改性方面具有效果顯著、無污染等優(yōu)點。因此，低溫等離子體在材料的表面改性方面有很好的應用前景。

【發(fā)明內容】

[0004]技術問題:本發(fā)明提供了一種利用低溫等離子技術改性材料表面性能的裝置，可通過調節(jié)改性氣體壓力、組分、阻擋介質放電間距、放電電壓等產生不同的低溫等離子場放電區(qū)域、強度和活性組分等，以適應不同固體材料表面改性需要。
[0005]技術方案:本發(fā)明的利用低溫等離子技術改性材料表面性能的裝置，包括一個圓筒形外殼、安裝在所述圓筒形外殼一端的密封蓋、固定在圓筒形外殼內的多間距開槽石英板、安裝在所述多間距開槽石英板上的高壓電極板和接地電極板。
[0006]進一步的，本發(fā)明裝置中，多間距開槽石英板上開有平行凹槽，兩塊開槽石英板豎直對稱設置，高壓電極板和接地電極板均插入水平平行凹槽中。
[0007]進一步的，本發(fā)明裝置中，所述高壓電極板、接地電極板內均水平嵌入一塊T2紫銅板作為放電極。其中的紫銅板采用T2紫銅制備，根據國標GB-T 5231-2001，純銅又稱紫銅，普通T2紫銅為純銅二號銅，代號T2。
[0008]進一步的，本發(fā)明裝置中，所述的圓筒形外殼上側設置有進氣口，側壁上設置有出氣口，在所述進氣口、出氣口的出口處設置單向閥。
[0009]進一步的，本發(fā)明裝置中，所述圓筒形外殼的上側設置有的高壓端高壓線孔，下側設置有的接地端高壓線孔。
[0010]進一步的，本發(fā)明裝置中，所述圓筒形外殼為石英材料，密封蓋為聚四氟材料，兩者通過螺紋相互連接。
[0011 ]本發(fā)明裝置的優(yōu)選方案中，圓筒形外殼設置有進氣口、出氣口、高壓電極板及接地電極板的高壓線孔。進氣口、出氣口處設置單向閥。可以通過通入氣體的不同，創(chuàng)造不同的氣氛環(huán)境，產生不同的改性效果。
[0012]所述的密封蓋與圓筒形外殼的連接采用螺紋連接，螺紋處要采用密封墊片處理，保證使用時的密封性。
[0013]所述的多間距開槽石英板左右對稱布置兩塊，與圓筒形外殼采用焊接的方式連接起來。水平開槽用于插入高壓電極板、接地電極板。
[0014]所述的高、低壓電極板是在石英板中心內嵌入一定尺寸的紫銅板，作為電極，之間的石英形成阻擋介質。紫銅板通過焊接高壓線與高壓電源連接。所述的高壓交流電源(0-30kV，20kHz)將在兩電極之間提供能量，通過調壓器調節(jié)后，建立放電通道。
[0015]所述的高壓電極板、接地電極板是水平插入在多間距開槽石英板的水平槽內，使用時可以抽出到口外，方便放置改性樣品?？梢愿鶕煌男枨箝g距，將接地電極板插入不同的凹槽內。實現介質阻擋放電低溫等離子改性材料表面性能的裝置的間距調節(jié)。
[0016]有益效果:本發(fā)明與現有技術相比，具有如下優(yōu)點:
[0017]本發(fā)明應用高壓電源，通過上下電極板做電極，產生等離子體，通過振蕩等反應，實現對材料表面性能的等離子改性。在結構上采用了密閉的石英圓筒形外殼，可在不同氣氛下改性材料表面性能，抽真空，也可以實現不同壓力下對材料的改性;通過在多間距開槽石英板上插入高壓電極板和接地電極板，可在不同間距下改性材料表面性能。低溫等離子改性的功率、壓力、氣氛、間距等條件是影響改性性能的重要因素，對不同的材料，影響因素不同。本發(fā)明不但可以通過實驗確定最佳改性材料表面性能的條件，也可以根據不同的改性條件實現最佳等離子改性。通過改變介質阻擋放電的間距、改性氣氛、改性功率、改性壓力等，實現不同工況下的等離子改性，滿足不同材料等離子改性技術條件要求。低溫等離子體在材料的表面改性方面有很好的應用前景，本發(fā)明裝置在材料表面改性方面具有效果顯著、無污染等優(yōu)點。例如:活性炭在氧氣氛圍下經低溫等離子改性處理，具有更高的汞脫除效率。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明的立體結構示意圖。
[0019]圖2為圖1的側面圖示意圖。
[0020]圖3為圖1的正面示意圖。
[0021]圖4為圖1的俯視不意圖。
[0022]圖中:密封蓋I，圓筒形外殼2，進氣口3，高壓端高壓線孔4，高壓端高壓線5，高壓電極板6，出氣口7，接地電極板8、接地端高壓線孔9，接地端高壓線10，多間距開槽石英板11，平行凹槽12。
【具體實施方式】
[0023]為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面結合說明書附圖對本發(fā)明做進一步說明。
[0024]根據圖1-4，本發(fā)明的低溫等離子技術改性材料表面性能的裝置，包括一個石英材料的圓筒形外殼2，且圓筒形外殼2內依次設置有:密封蓋1、多間距開槽石英板11、高壓電極板6、接地電極板8;圓筒形外殼2—側與密封蓋I連接，密封蓋I與圓筒形外殼2的連接采用螺紋連接，圓筒形外殼2為石英材料，密封蓋I為聚四氟材料，并通過螺紋相互密閉連接。開槽石英板11左右對稱布置兩塊，與圓筒形外殼2采用焊接的方式連接。在開槽石英板11上，根據間距要求布置平行凹槽12，平行凹槽12用于插入高壓電極板6、接地電極板8。高壓電極板
6、接地電極板8是水平插入在開槽石英板11的平行凹槽12內，使用時可以抽出到口外，方便放置改性樣品。可以根據不同的需求間距，將接地電極板插入不同的凹槽內，實現介質阻擋放電低溫等離子技術改性材料表面性能的裝置的可調性。高壓電極板6、接地電極板8均水平嵌入一塊紫銅板，作為高、低壓電極;高壓交流電源通過高壓線與高、低壓電極的銅板相連接。紫銅板通過焊接高壓線與高壓電源連接。所述的高壓交流電源(0_30kV，20kHz)將在兩電極之間提供能量，通過調壓器調節(jié)后，建立放電通道。圓筒形外殼2設置有進氣口3、出氣口 7、高壓電極板的高壓線孔6、接地電極板的高壓線孔9。進氣口 3、出氣口 7處設置單向閥?？梢酝ㄟ^通入氣體的不同，創(chuàng)造不同的氣氛環(huán)境，產生不同的改性效果。
[0025]裝置使用時，將需要改性的固體材料均勻放置于接地電極板上，將高壓電極與高壓電源的高壓端子連接，接地電極與高壓電源低壓端子連接后再接地，通過調節(jié)高壓電源輸出電壓改變注入的能量，獲得放電等離子體，實現對樣品的等離子改性。高壓電極板6和接地電極板8中的銅板為T2紫銅板，銅板厚度為Imm左右，鑲嵌在插板中心。密封蓋I為聚四氟材料，并通過螺紋與圓筒形外殼2連接。其它部分均為石英材料。在使用時要確保裝置的密封性，進氣口3、出氣口7、高壓電極板的高壓線孔6、接地電極板的高壓線孔9均保證密封。裝置既可以實現對壓力和阻擋介質間距的調節(jié)，也可以充入不同的氣體，實現不同氣氛下的低溫等離子改性處理。
[0026]上述實施例僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出:對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和等同替換，這些對本發(fā)明權利要求進行改進和等同替換后的技術方案，均落入本發(fā)明的保護范圍。
【主權項】
1.一種利用低溫等離子技術改性材料表面性能的裝置，其特征在于，該裝置包括一個圓筒形外殼(2)、安裝在所述圓筒形外殼(2)—端的密封蓋(1)、固定在圓筒形外殼(2)內的多間距開槽石英板(11)、安裝在所述多間距開槽石英板(11)上的高壓電極板(6)和接地電極板(8)。2.根據權利要求1所述的一種利用低溫等離子技術改性材料表面性能的裝置，其特征在于:所述多間距開槽石英板(11)上開有平行凹槽(12)，兩塊開槽石英板(11)豎直對稱設置，高壓電極板(6)和接地電極板(8)均插入水平平行凹槽中。3.根據權利要求1所述的一種利用低溫等離子技術改性材料表面性能的裝置，其特征在于:所述高壓電極板(6)、接地電極板(8)內均水平嵌入一塊T2紫銅板作為放電極。4.根據權利要求1所述的一種利用低溫等離子技術改性材料表面性能的裝置，其特征在于:所述的圓筒形外殼(2)上側設置有進氣口(3)，側壁上設置有出氣口(7)，在所述進氣口(3)、出氣口(7)的出口處設置單向閥。5.根據權利要求1所述的一種利用低溫等離子技術改性材料表面性能的裝置，其特征在于:所述圓筒形外殼(2)的上側設置有的高壓端高壓線孔(4)，下側設置有的接地端高壓線孔(9)。6.根據權利要求1所述的一種利用低溫等離子技術改性材料表面性能的裝置，其特征在于:所述圓筒形外殼(2)為石英材料，密封蓋(I)為聚四氟材料，兩者通過螺紋相互連接。
【文檔編號】H05H1/24GK105979691SQ201610365262
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月26日
【發(fā)明人】段鈺鋒, 丁衛(wèi)科, 張君, 劉猛, 李建, 王璽玉, 張曉東
【申請人】東南大學