研究目的
研究CO2微波等离子体中的振动激发与能量分配机制，以理解CO2还原的机理。
研究成果
该研究证实了CO2微波等离子体中存在强烈的振动激发（尽管其强度通常被高估），并首次为纯CO2微波等离子体中Tν1,ν2与Tν3的非平衡态提供了直接的实验证据。
研究不足
该研究的局限性在于：在较高温度下对Tν3进行独立拟合时，对非对称伸缩峰的敏感性不足；且当灵敏度丧失时，假设所有振动模式之间处于平衡状态。
激光拉曼散射研究脉冲微波CO<sub>2</sub>等离子体的模分辨加热动力学
DOI：10.1088/1361-6463/ab5311
期刊：Journal of Physics D: Applied Physics
出版年份：2019
更新时间：2025-09-11 14:15:04
摘要：
通过非对称伸缩振动的主导激发，预计二氧化碳微波等离子体可实现高效CO?还原。尽管当前研究普遍基于这一机理进行解释，但支持CO?微波等离子体中假定优先振动激发的功率分配直接测量数据仍属空白。本研究在100微秒脉冲微波CO?放电装置上开展了此类测量，<1%的占空比确保了放电起始阶段的低气体温度条件。通过拉曼与瑞利散射技术，以时空分辨方式揭示了振动温度、转动温度及气体温度。本方法的新颖性在于：通过弯曲-对称伸缩拉曼光谱确定非对称伸缩激发。在最初40微秒内观察到显著的振动模式间非平衡态——对称伸缩与弯曲温度达750K，而非对称伸缩温度高达1150K。60微秒后出现最大转动-振动非平衡态，此时转动温度仅为1150K振动温度的一半。测量显示转动与平动模式始终处于平衡状态。通过功率分配分析估算振动激发消耗的功率，并据此推算放电中的约化电场强度。本工作证实CO?微波等离子体中存在强烈振动激发，但其主导程度低于普遍假设。
作者：
Dirk van den Bekerom，A. van de Steeg，M.C.M. van de Sanden，G.J. van Rooij
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