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在環(huán)保領(lǐng)域“放電”

2015-05-21 | 科技日報 | 閱讀() | 評論(0)
        近日,復旦大學(xué)信息學(xué)院電光源研究所教授劉克富課題組開(kāi)發(fā)的高壓納秒脈沖等離子體技術(shù)受到環(huán)保企業(yè)的格外關(guān)注。浙江一家環(huán)保企業(yè)從網(wǎng)上找到他們團隊十年前發(fā)表的研究論文,要求與他們合作開(kāi)發(fā)高壓納秒脈沖靜電除塵新技術(shù),解決污染企業(yè)PM2.5排放問(wèn)題。
        全固態(tài)高壓納秒脈沖技術(shù)涉及電力電子、高電壓、脈沖功率以及等離子體放電等多學(xué)科交叉,在國防、科研、工業(yè)及環(huán)保領(lǐng)域具有廣泛應用前景。
        2002年,劉克富到英國一所大學(xué)作為訪(fǎng)問(wèn)學(xué)者,了解到國外實(shí)驗室采用高壓納秒脈沖放電技術(shù)用于食品處理,受到很大啟發(fā)。但國外當時(shí)的技術(shù)受限于氣體開(kāi)關(guān)壽命,難以在工業(yè)部門(mén)推廣應用?;貒?,他帶領(lǐng)團隊創(chuàng )立了“高功率電子學(xué)”這一新的交叉學(xué)科方向,堅持展開(kāi)固態(tài)高壓納秒脈沖技術(shù)及應用前沿課題研究。
        在多項國家自然科學(xué)基金項目資助下,劉克富帶領(lǐng)的團隊經(jīng)過(guò)不懈努力,通過(guò)技術(shù)突破和創(chuàng )新,解決了一系列難題,取得了多項研究成果。他們采用固態(tài)開(kāi)關(guān)技術(shù)實(shí)現了數百千伏高壓納秒輸出,研制的高頻納秒脈沖功率源的幅值、脈寬、極性、波形等多參數可調,具有壽命長(cháng)、體積小、效率高等技術(shù)優(yōu)勢,在國防及工業(yè)領(lǐng)域具有重要應用價(jià)值。
        劉克富說(shuō),固態(tài)高壓納秒脈沖技術(shù)是高功率激光、高功率微波、高功率雷達、大型加速器等高科技裝備強勁驅動(dòng)源,近年來(lái)已經(jīng)在國防科研中獲得成功應用。他們已為中國工程物理研究院、中國電子集團、國防科技大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)和大連理工大學(xué)等科研機構和院校提供了多套全固態(tài)高壓納秒脈沖驅動(dòng)源,用于國防科學(xué)實(shí)驗研究,獲得好評。
        同時(shí),高壓納秒脈沖及其等離子體放電技術(shù)在環(huán)保領(lǐng)域開(kāi)始獲得關(guān)注,他們采用高壓納秒脈沖放電等離子體“高級氧化技術(shù)”用于難降解污水和揮發(fā)性有機廢氣處理,取得明顯效果,可望在環(huán)保領(lǐng)域獲得廣泛應用。
        劉克富說(shuō),納秒脈沖放電等離子體廢水處理新技術(shù)是集高能電子、臭氧氧化、紫外輻射于一體的全新概念高級氧化法,其原理是利用高壓納秒脈沖驅動(dòng)等離子體放電,產(chǎn)生大面積放電通道,在放電空間迅速傳播引起雪崩效應,產(chǎn)生強紫外光、臭氧和高能電子協(xié)同作用,在反應器中直接產(chǎn)生活性極強的自由基,通過(guò)自由基與有機化合物之間的聚合、取代、電子轉移、斷鍵等作用,使大分子難降解有機物氧化降解成低毒或無(wú)毒的小分子物質(zhì),甚至直接降解成CO2和H2O,達到降解效果。
        近兩年,該研究團隊與北京同仁堂中藥研究院合作,針對中醫藥廢水劇毒降解開(kāi)展研究。同仁堂中藥研究院檢測結果表明,采用納秒脈沖放電等離子體放電處理,中藥川烏浸泡液毒性降解效果可達90%以上,已通過(guò)小鼠和斑馬魚(yú)的動(dòng)物實(shí)驗,目前該研究成果正在進(jìn)入推廣應用階段。
        劉克富說(shuō),納秒脈沖等離子體放電環(huán)保技術(shù)具有多方面技術(shù)優(yōu)勢,多種物理效應協(xié)同氧化效果,工藝結構簡(jiǎn)單,無(wú)需添加氧化劑,能源利用效率高,處理效果好,環(huán)保節能,格外受到環(huán)保領(lǐng)域的青睞。

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