放电参数对电激励产生单重态氧影响的理论研究

对于O2,O2/He,O2/Ar等的气体放电过程,进行了玻尔兹曼方程的计算求解,获得了电子能量分布函数、平均电子能量、能量利用效率等参数。计算结果表明,获得的电子能量分布函数呈现出典型的非麦克斯韦型分布,这说明在较低的电场强度下不宜采用麦克斯韦型分布的电子能量分布函数。在同样的约化场强(E/N)下纯氧放电的平均电子能量最低,加入载气He和Ar后平均电子能量增加。同样氧气含量的O2/He和O2/Ar混合物,其平均电子能量随着约化场强的变化曲线存在一个交叉点,当E/N较小时,O2/Ar的平均电子能量较高,而当E/N较大时O2/He的平均电子能量较高。添加NO气体对击穿场强影响不大,因此在放电气体中引入NO,降低电离能进而降低约化场强E/N并不是提高单重态氧产率的主要因素。当氧气中含有15%的单重态氧O2(a1Δ)时对平均电子能量有一定的影响,但并不显著。纯氧放电的最佳约化场强为10Td,随着O2含量的降低,最佳约化场强也逐渐降低。平均电子能量随着放电频率的变化先是有一个平台期,然后开始一直下降。用于激发O2(a1Δ)的电子能量利用效率随着放电频率的变化在E/N不同时有所不同,10Td时一直下降,但50Td时则呈现出先上升后下降的趋势,存在着一个最佳放电频率,300K、1333.22Pa时的最佳放电频率为10GHz。