论文题目: 脉冲放电生成一氧化氮的规律及呼吸衰竭救治仪的研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 高电压与绝缘技术
作者: 胡辉
导师: 李劲
关键词: 一氧化氮,急性呼吸衰竭综合症,脉冲电弧放电,催化还原
文献来源: 华中科技大学
发表年度: 2005
论文摘要: 自从1987 年一氧化氮（NO）被证明是生命机体内的一种重要信号因子以来,一氧化氮已经作为救治像急性呼吸衰竭综合症、高血压以及与肺有关的许多疾病的新方法而受到重视。但常规治疗用的NO 供气系统存在NO 泄漏、并转化为有毒二氧化氮（NO2）气体的潜在危险等问题。因此,一个能随时产生、并能提供有效的可吸入性NO 系统,对患者和医生是必要的。本文从理论和实验两个方面,进行了大气压下干燥空气中的脉冲电弧放电产生一氧化氮的规律和呼吸衰竭救治仪的研究。研究成果包括如下几点: （1）针对医疗救治对NO 的要求,通过对产生NO 的等离子体放电形式、热平衡化学动力学和介质阻挡放电合成O3 的化学反应机理分析,提出可以用电弧放电产生的热平衡等离子体合成医疗救治需要的NO; 建立了干燥空气中电弧放电热平衡等离子体合成NO 的化学动力学模型,给出了理论计算电弧放电等离子体中NO 浓度的近似方程式。（2）通过对放电频率、电极间距和电极材料等参数对电弧放电实验研究和理论分析,找到了能高效率产生NO、同时尽量少产生NO2,且NO2/（NO+NO2）的比值优于国外目前最高水平的放电条件。放电生成气中NO2/（NO+NO2）的比值小于13%（而国外发表最好效果的比值高达25%）,发现在电极间距约3.5mm 处,NO2/（NO+NO2）的比值最低; 不同材料的针-板电极组合,优于同种材料构成的针-板电极和不同材料针-针电极组合。钼材料作板电极优于其它材料,不锈钢材料是可选的阳极材料; 电弧放电形式、放电频率、电极材料等,可能是影响NO、NO2浓度和NO2/（NO+NO2）比值的主要原因。（3）针对放电中NO 浓度不稳定情况,实验研究了气体流向、流量和反应器工作时间对NO、NO2浓度和NO2/（NO+NO2）比值的影响,发现反应器内气体流场状态可能是影响NO 浓度稳定性的主要因素。不同气体流向下,NO2/（NO+NO2）比值在气体流量小于2.5L/min 和大于2.5L/min 时的情况正好相反。因此,可以选择适当的气体流量,改变反应器内气体流场的方法,获得稳定的NO 浓度和低比值的NO2/（NO+NO2）。（4）采用催化还原法消除脉冲电弧放电中产生的少量临床救治中不需要的物质。
论文目录:
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 脉冲电弧放电产生医用一氧化氮的意义
1.2 一氧化氮吸入疗法的供气系统
1.3 脉冲电弧放电产生医用一氧化氮的研究现状
1.4 本论文的选题及工作内容
2 产生一氧化氮的等离子体放电形式分析
2.1 引言
2.2 等离子体的主要发生方法
2.3 本章小结
3 干燥空气中电弧放电合成一氧化氮的化学动力学研究
3.1 引言
3.2 高温空气中一氧化氮形成的化学动力学模型
3.3 空气中介质阻挡放电产生一氧化氮的化学动力学模型
3.4 空气中电弧放电形成一氧化氮的化学动力学分析
3.5 本章小结
4 产生医用一氧化氮的实验方法
4.1 脉冲电弧放电产生一氧化氮的反应系统
4.2 脉冲电弧放电一氧化氮供气系统的评价
5 脉冲电弧放电产生医用一氧化氮的实验研究和对比分析
5.1 引言
5.2 实验装置和实验条件
5.3 实验结果和分析
5.4 一氧化氮发生系统的对比分析
5.5 本章小结
6 电极材料对脉冲电弧放电产物一氧化氮影响的实验研究
6.1 引言
6.2 电极材料和实验装置
6.3 实验结果和分析
6.4 本章小结
7 气体流向和流量对脉冲电弧放电产物一氧化氮浓度影响的实验研究
7.1 引言
7.2 实验装置和实验条件
7.3 实验结果和分析
7.4 本章小结
8 一氧化氮混合气体中二氧化氮去除和催化还原反应机理研究
8.1 引言
8.2 实验装置和实验条件
8.3 实验结果和分析
8.4 金属催化还原NO_2 气体的反应机理分析
8.5 本章小结
9 脉冲放电一氧化氮呼吸衰竭救治仪的研究
9.1 引言
9.2 脉冲电弧放电产生一氧化氮气体系统
9.3 NO_2 催化转化加热还原装置
9.4 NO 和NO_2 浓度测量装置
9.5 脉冲电弧放电一氧化氮呼吸衰竭救治仪
9.6 本章小结
10 全文总结
10.1 研究成果
10.2 进一步研究工作的建议
致谢
参考文献
附录1 攻读期间发表论文和著作目录
发布时间: 2006-04-05
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