采用光谱在线技术(OES)检测了大气压Ar/NH3 DBD等离子体中的主要粒子为NH, N, N+, N2, Ar, Hα, OH。 NH是NH3分解的产物, 激发态Ar*和NH3分子的潘宁碰撞生成激发态中性粒子NH(ｃ１Π)和NH(Ａ ３Π)。 674.5 nm处N原子谱线表明等离子体中产生了N活性原子, 为大气压Ar/NH3同轴介质阻挡放电等离子体合成ε-Fe3N磁性颗粒提供了可能。 研究了各主要粒子谱线强度随NH3流量和外加电压峰峰值的变化规律, 研究结果表明: NH3流量相同时, 随外加电压峰峰值升高, 各粒子谱线强度均逐渐增强; 外加电压峰峰值相同时, 各谱线强度随NH3流量增加先增强后减弱。 外加电压峰峰值相同时, 随NH3流量增加, N活性原子谱线强度先增强后减弱, NH3流量为20 mL·min-1时, N活性原子谱线强度最强。 NH3流量相同时, 随外加电压峰峰值升高, N活性原子谱线强度逐渐减小, 主要是由于大气压Ar/NH3 DBD放电模式由多脉冲大气压辉光放电转变为丝状放电造成。 多脉冲大气压辉光放电的微放电通道之间相互重叠, 各个微放电之间相互影响, 导致随外加电压峰峰值升高各谱线强度的增加速率较快。 当外加电压峰峰值从4 600 V升高到6 400 V时, 大气压Ar/NH3 DBD的放电模式由单脉冲APGD转变为二脉冲APGD, 属于均匀大气压介质阻挡放电, 随外加电压峰峰值升高谱线强度的增加速率较快, 利于合成ε-Fe3N磁性颗粒。

利用同轴介质阻挡放电喷枪, 通过氩气的流动在大气压空气中产生了均匀的等离子体羽。 等离子体羽沿气流方向较为均匀, 但在喷嘴处为白色且亮度较高, 远离喷嘴处为蓝色, 亮度较低。 研究了等离子体羽长度与外加电压幅值、 驱动频率和气体流速的关系, 气流小于4 L·min-1时等离子羽的长度随气流的增大而增大, 而当气流大于4 L·min-1时长度随气流的增大而减小。 当气流保持恒定时, 等离子体羽的长度随外加电压幅值或驱动频率的增大而增大。 结合气体放电理论以及分析湍流和平流对放电的影响, 对等离子体羽长度随实验参数的变化进行了定性解释。 光学方法研究发现在外加电压正半周期等离子羽有一个发光脉冲, 而负半周期没有发光信号。 同轴介质阻挡放电正半周期有两个发光脉冲, 负半周期有一个发光脉冲。 通过对该N2现象的分析, 为等离子体羽的产生机制提供了一种可能的解释。 采集了同轴介质阻挡放电和等离子体羽的发射光谱, 研究发现除等离子体羽存在明显的OH和N2的发射谱线外, 其发射光谱没有明显差别。 利用光学发射谱N+2第一负带系, 对等离子体羽转动温度进行了测量, 发现转动温度沿远离喷嘴的方向逐渐降低, 且转动温度随电压幅值的增大而增大。

介绍了一种同轴电极的射流等离子体发生装置, 可以直接在大气中将生成的氦气辉光放电射流等离子体喷出进行杀菌消毒, 无需反应容器和真空系统, 并从电压、频率、流速等方面讨论了该同轴等离子体发生器的放电特性。在稳定的放电条件下, 利用实验装置进行了大气压下的等离子体灭菌实验, 验证了本装置在等离子体灭菌应用上的可行性和易操作性。灭菌结果表明：在最初的2 min内, 细菌减小趋势明显, 3 min后细菌几乎全部消亡。