一種利用低溫等離子技術(shù)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(shù)改性材料表面性能的裝置，包括一個(gè)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(nèi)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(zhì)阻擋放電低溫等離子區(qū)域產(chǎn)生的高能電子和活性自由基通過碰撞、交聯(lián)、反應(yīng)等對固體材料表面理化特性進(jìn)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(jù)材料應(yīng)用需求的表面特性，可通過調(diào)節(jié)壓力、阻擋介質(zhì)放電間距、氣氛和放電電壓等對固體材料表面進(jìn)行改性處理，以適應(yīng)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(shù)改性材料表面性能的裝置
技術(shù)領(lǐng)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(zhì)阻擋放電低溫等離子放電模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]低溫等離子技術(shù)(Non-Thermal Plasma，NTP)是一種具備多種污染物聯(lián)合脫除的新技術(shù)，被國內(nèi)外學(xué)者認(rèn)為是最具發(fā)展和應(yīng)用潛力的污染物脫除技術(shù)之一。低溫等離子體技術(shù)是一個(gè)集化學(xué)、放電物理學(xué)和環(huán)境科學(xué)于一體的交叉綜合性技術(shù)，具有處理系統(tǒng)簡單、處理效率高、投資少、占地面積小、運(yùn)行費(fèi)用低、工藝過程為干式、沒有設(shè)備腐蝕、不存在二次污染等優(yōu)點(diǎn)，是國際上公認(rèn)的具有極大市場潛力和應(yīng)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(zhì)阻擋放電的研究較為活躍。
[0003]近年來，等離子體技術(shù)在材料科學(xué)、生物學(xué)、環(huán)境科學(xué)和冶金化工等領(lǐng)域的應(yīng)用十分活躍，以及在催化劑改性領(lǐng)域的有良好應(yīng)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(xué)性質(zhì)進(jìn)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(diǎn)。因此，低溫等離子體在材料的表面改性方面有很好的應(yīng)用前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]技術(shù)問題:本發(fā)明提供了一種利用低溫等離子技術(shù)改性材料表面性能的裝置，可通過調(diào)節(jié)改性氣體壓力、組分、阻擋介質(zhì)放電間距、放電電壓等產(chǎn)生不同的低溫等離子場放電區(qū)域、強(qiáng)度和活性組分等，以適應(yīng)不同固體材料表面改性需要。
[0005]技術(shù)方案:本發(fā)明的利用低溫等離子技術(shù)改性材料表面性能的裝置，包括一個(gè)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(nèi)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(jìn)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(shè)置，高壓電極板和接地電極板均插入水平平行凹槽中。
[0007]進(jìn)一步的，本發(fā)明裝置中，所述高壓電極板、接地電極板內(nèi)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(jù)國標(biāo)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(jìn)一步的，本發(fā)明裝置中，所述的圓筒形外殼上側(cè)設(shè)置有進(jìn)氣口，側(cè)壁上設(shè)置有出氣口，在所述進(jìn)氣口、出氣口的出口處設(shè)置單向閥。
[0009]進(jìn)一步的，本發(fā)明裝置中，所述圓筒形外殼的上側(cè)設(shè)置有的高壓端高壓線孔，下側(cè)設(shè)置有的接地端高壓線孔。
[0010]進(jìn)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(shè)置有進(jìn)氣口、出氣口、高壓電極板及接地電極板的高壓線孔。進(jìn)氣口、出氣口處設(shè)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(chǎn)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(shí)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(nèi)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(zhì)。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(diào)壓器調(diào)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(nèi)，使用時(shí)可以抽出到口外，方便放置改性樣品?？梢愿鶕?jù)不同的需求間距，將接地電極板插入不同的凹槽內(nèi)。實(shí)現(xiàn)介質(zhì)阻擋放電低溫等離子改性材料表面性能的裝置的間距調(diào)節(jié)。
[0016]有益效果:本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0017]本發(fā)明應(yīng)用高壓電源，通過上下電極板做電極，產(chǎn)生等離子體，通過振蕩等反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)對材料表面性能的等離子改性。在結(jié)構(gòu)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(shí)現(xiàn)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(shí)驗(yàn)確定最佳改性材料表面性能的條件，也可以根據(jù)不同的改性條件實(shí)現(xiàn)最佳等離子改性。通過改變介質(zhì)阻擋放電的間距、改性氣氛、改性功率、改性壓力等，實(shí)現(xiàn)不同工況下的等離子改性，滿足不同材料等離子改性技術(shù)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(yīng)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(diǎn)。例如:活性炭在氧氣氛圍下經(jīng)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(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2為圖1的側(cè)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(jìn)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(shí)施方式】
[0023]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0024]根據(jù)圖1-4，本發(fā)明的低溫等離子技術(shù)改性材料表面性能的裝置，包括一個(gè)石英材料的圓筒形外殼2，且圓筒形外殼2內(nèi)依次設(shè)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(cè)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(jù)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(nèi)，使用時(shí)可以抽出到口外，方便放置改性樣品。可以根據(jù)不同的需求間距，將接地電極板插入不同的凹槽內(nèi)，實(shí)現(xiàn)介質(zhì)阻擋放電低溫等離子技術(shù)改性材料表面性能的裝置的可調(diào)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(diào)壓器調(diào)節(jié)后，建立放電通道。圓筒形外殼2設(shè)置有進(jìn)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(jìn)氣口 3、出氣口 7處設(shè)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(chǎn)生不同的改性效果。
[0025]裝置使用時(shí)，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(diào)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(shí)現(xiàn)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(shí)要確保裝置的密封性，進(jìn)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(shí)現(xiàn)對壓力和阻擋介質(zhì)間距的調(diào)節(jié)，也可以充入不同的氣體，實(shí)現(xiàn)不同氣氛下的低溫等離子改性處理。
[0026]上述實(shí)施例僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)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(jìn)和等同替換，這些對本發(fā)明權(quán)利要求進(jìn)行改進(jìn)和等同替換后的技術(shù)方案，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用低溫等離子技術(shù)改性材料表面性能的裝置，其特征在于，該裝置包括一個(gè)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(nèi)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(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用低溫等離子技術(shù)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(shè)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(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用低溫等離子技術(shù)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(nèi)均水平嵌入一塊T2紫銅板作為放電極。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用低溫等離子技術(shù)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(cè)設(shè)置有進(jìn)氣口(3)，側(cè)壁上設(shè)置有出氣口(7)，在所述進(jìn)氣口(3)、出氣口(7)的出口處設(shè)置單向閥。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用低溫等離子技術(shù)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(cè)設(shè)置有的高壓端高壓線孔(4)，下側(cè)設(shè)置有的接地端高壓線孔(9)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用低溫等離子技術(shù)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(xué)