李雪辰，吳凱玥，張 琦，楚婧娣，王 彪，賈鵬英

(河北大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 河北省光電信息材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北 保定 071002)

1 引 言

大氣壓放電產(chǎn)生的多種活性粒子在眾多領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用前景。例如，在工業(yè)領(lǐng)域可用于材料的表面處理[1]、臭氧合成[2]及污染物處理[3]等，在生物醫(yī)療領(lǐng)域可用于殺菌消毒[4]等。因此，大氣壓氣體放電產(chǎn)生的非平衡態(tài)低溫等離子體受到了大量關(guān)注。

大氣壓非平衡等離子體最常用的產(chǎn)生方法是介質(zhì)阻擋放電(DBD)。它的特點(diǎn)是有絕緣介質(zhì)插入電極之間。對于不同的氣體種類、電壓幅值和驅(qū)動頻率，DBD從放電形貌上可分為隨機(jī)絲、斑圖和均勻放電3種形式[5]。相比較而言，大氣壓均勻DBD對工業(yè)應(yīng)用(特別是材料處理等應(yīng)用)尤為重要。關(guān)于均勻DBD的研究，早在1988年，Okazaki等就在大氣壓氦氣中得到了均勻放電[6]。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，均勻放電從放電機(jī)制上劃分可分為兩種：大氣壓輝光放電(APGD)和大氣壓湯森放電(APTD)[7]。在APTD中，電場是均勻分布的；而在APGD中，電場會在陰極附近達(dá)到最大值，形成陰極位降區(qū)。Massines等最先證實(shí)了氦氣中均勻DBD的機(jī)制屬于APGD[8]。除了氦氣，在其他工作氣體如氮?dú)狻⒒旌媳臍鍤庵幸伯a(chǎn)生了均勻DBD[9]。Trunec等最先獲得了氖氣中的均勻DBD，并研究了電壓幅值、頻率和氣流對氖氣DBD的影響[10]。研究表明，氖氣中的均勻DBD和氦氣中類似，仍屬于APGD機(jī)制[11]。Brandenburg等也證實(shí)了氦氣和氖氣中的均勻放電屬于APGD機(jī)制，并將該均勻放電的成因歸功于低電場下存在的較高離化率[12]。與稀有氣體中的APGD不同，研究發(fā)現(xiàn)純氮?dú)庵械腄BD屬于APTD[9,13]。Osawa等發(fā)現(xiàn)除了氮?dú)夂涂諝?，在較低驅(qū)動頻率的情況下，氦氣DBD也可以運(yùn)行于APTD機(jī)制[14]。除了驅(qū)動頻率影響外，Bogaczyk等指出在放電氣隙間距較小的情況下，得到的氦氣DBD也屬于APTD機(jī)制[15]。

上述DBD都是正弦電壓激勵(lì)的，而非正弦電壓激勵(lì)的DBD與之在放電特征上有所不同。例如，采用納秒脈沖激勵(lì)空氣DBD，可以產(chǎn)生均勻放電，隨著氣隙間距增大，該均勻放電轉(zhuǎn)換為非均勻的絲狀放電[16]。Yu等還發(fā)現(xiàn)納秒脈沖激勵(lì)DBD，電壓的頻率會影響放電的形貌[17]。Ayman等對比研究不同外加電壓波形對沿面DBD放電特性的影響，發(fā)現(xiàn)在正弦波和鋸齒波驅(qū)動下放電呈絲狀，而在脈沖和方波驅(qū)動下可以獲得均勻放電[18]。Bogaczyk 等發(fā)現(xiàn)氣隙間距為1 mm的氦氣DBD，在正弦波激勵(lì)時(shí)屬于APTD機(jī)制，方波激勵(lì)時(shí)屬于APGD機(jī)制，而鋸齒波激勵(lì)時(shí)，在一個(gè)電壓周期下放電機(jī)制由APTD轉(zhuǎn)化為APGD。然而，他們僅通過放電電流和氣隙電壓來判定放電機(jī)制[15]。此前，本小組采用數(shù)值模擬，研究了鋸齒波激勵(lì)小氣隙間距的氦氣DBD，獲得了階梯狀放電，并發(fā)現(xiàn)其放電機(jī)制屬于APTD[19]。

針對于此，本文采用鋸齒波激勵(lì)微間隙氬氣介質(zhì)阻擋放電裝置，實(shí)驗(yàn)上獲得了具有放電平臺的階梯放電模式。通過ICCD對放電過程中的時(shí)間演化進(jìn)行詳細(xì)的研究，分析其放電形成機(jī)制。利用放電的發(fā)射光譜，對電子激發(fā)溫度和分子振動溫度進(jìn)行了研究。

2 實(shí)驗(yàn)裝置

實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，兩個(gè)圓柱形的水電極對稱放置(內(nèi)直徑為28 mm)，每個(gè)水電極上分別覆蓋0.5 mm厚的石英介質(zhì)板。兩介質(zhì)板之間的氣隙間距固定為300 μm。該放電裝置被放置在開放的空氣環(huán)境中。采用純度為99.999%的氬氣，以恒定流速Q(mào)=4.0 L/min通入氣隙中。其中一個(gè)水電極連接高壓放大器(Trek 20/20C-HS)，其輸出端產(chǎn)生的鋸齒波電壓由相連的信號發(fā)生器(Tektronix AFG3052C)提供輸入信號。另一個(gè)水電極接地。利用高壓探頭(Tektronix P6015A)對外加鋸齒波電壓進(jìn)行測量。通過陽極與地之間串聯(lián)小電阻(R=1 kΩ)上的分壓，采用電壓探頭(Tektronix P6139A)來測量放電電流。外加電壓和放電電流通過示波器(Tektronix DPO4104)同步進(jìn)行顯示和存儲。利用光電倍增管(PMT)(ET 9085SB)來探測放電的發(fā)光信號。放電的發(fā)射光譜通過連接光纖探頭并配置有CCD(PIXIS 400,1 340×400 pixels)的光譜儀(ACTON SP-2750)對其進(jìn)行采集。利用ICCD(Andor DH334)研究放電的時(shí)間演化情況。

圖1 實(shí)驗(yàn)裝置示意圖Fig.1 Schematic diagram of the experimental setup

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

圖2給出了不同鋸齒波峰值(Up)下外加電壓和放電電流的波形圖。放電電流是由全電流中扣除相應(yīng)的位移電流得到的。當(dāng)鋸齒波頻率為0.3 kHz時(shí)，對應(yīng)每半個(gè)電壓周期放電電流均出現(xiàn)一個(gè)放電平臺，此時(shí)放電為階梯放電。這與此前在數(shù)值模擬上得到的結(jié)果一致[19]。對比通常得到的脈沖放電，在低頻率鋸齒波驅(qū)動下形成的階梯放電其放電平臺能達(dá)到ms量級的時(shí)間尺度，這明顯高于脈沖放電產(chǎn)生的脈沖所能達(dá)到μs量級的時(shí)間尺度[20]。隨Up增加，放電平臺的持續(xù)時(shí)間和幅度隨之增加。也就是說，隨Up增加，放電平臺階段的時(shí)間占整個(gè)鋸齒波電壓周期的比例(占空比)增加。由此可知，在較低鋸齒波頻率下的DBD可通過增加Up來得到具有高占空比的低溫等離子體。并且在該頻率下，增加Up放電仍然處在階梯放電模式下。這表明，鋸齒波激勵(lì)與正弦波激勵(lì)的不同之處在于外加電壓峰值并不是影響放電模式的決定性因素(低于10 kV)。

圖2 不同Up下外加電壓和放電電流的波形圖，頻率0.3 kHz。
Fig.2 Waveforms of the applied voltage and the discharge current under differentUpat a frequency of 0.3 kHz

從圖2還可以看出，對于Up=1.4 kV時(shí)，其正半周期的起始電壓出現(xiàn)在正半周期的上升沿，而隨Up的繼續(xù)增加(Up=4.0,6.0,10.0 kV)，其起始電壓前移，會在負(fù)半周期的下降沿出現(xiàn)，起始電壓值為負(fù)。這里提到的起始電壓并不是電壓的絕對值。因此，起始電壓值隨Up的增加而降低。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因在于，隨Up增加放電會產(chǎn)生越來越多的殘余電荷并積累在介質(zhì)板表面，其產(chǎn)生的電場降低放電所需的外加電壓，從而使得放電的起始電壓降低，因此導(dǎo)致放電可能出現(xiàn)在電壓的下降沿階段[21]。

為了研究階梯放電的形成機(jī)制，采用ICCD對單個(gè)放電平臺的時(shí)間演化進(jìn)行了拍攝，如圖3所示。其拍攝時(shí)刻已經(jīng)在波形圖中標(biāo)注，圖中用實(shí)線和虛線分別表示瞬時(shí)陽極和瞬時(shí)陰極。在(a)時(shí)刻，氣隙中無放電。隨時(shí)間延遲到(b)時(shí)刻，能夠在氣隙中觀察到微弱的發(fā)光。盡管放電很微弱，但可分辨出發(fā)光強(qiáng)度是由瞬時(shí)陰極向瞬時(shí)陽極逐漸增強(qiáng)的。相比于(b)時(shí)刻，(c)時(shí)刻的發(fā)光強(qiáng)度增大。而在整個(gè)放電平臺階段，發(fā)光的區(qū)域和強(qiáng)度保持不變，如圖3(c)和(d)所示。在(e)時(shí)刻，放電裝置的上電極和下電極的極性出現(xiàn)反轉(zhuǎn)，因此此時(shí)最大發(fā)光強(qiáng)度仍靠近瞬時(shí)陽極附近。

圖3 曝光時(shí)間30 μs 的ICCD拍攝階梯放電的時(shí)間演化情況，每張照片疊加100個(gè)周期。對應(yīng)的時(shí)刻(a)～(e)由頂圖顯示，Up=10 kV。
Fig.3 Temporal evolution of the stepped discharge captured by the ICCD with an exposure time of 30 μs,which every image is an accumulation of 100 shots.Time moments (a)-(e) correspond to those shown in the top figure,Up=10 kV.

在較低頻率下，放電的電子雪崩發(fā)展水平低，其產(chǎn)生的空間電荷對外電場的影響小，外電場仍能保持均勻分布，放電表現(xiàn)為APTD。在APTD中，電子雪崩由瞬時(shí)陰極向瞬時(shí)陽極發(fā)展，因此電子密度呈現(xiàn)e指數(shù)增長，在瞬時(shí)陽極附近達(dá)到最大值。則APTD的發(fā)光是由瞬時(shí)陰極向瞬時(shí)陽極逐漸增強(qiáng)的。對于較高頻率下，電子雪崩的發(fā)展水平高，由于正電荷遷移速度慢，在陰極附近能形成陰極位降區(qū)，放電表現(xiàn)為APGD，即陰極附近出現(xiàn)發(fā)光強(qiáng)度最大值。由圖3 的放電時(shí)間演化情況可以判斷，階梯模式的DBD應(yīng)屬于APTD機(jī)制[14]。

階梯放電的放電平臺由外加電壓的斜率與介質(zhì)電壓的斜率的比值決定，其比值又是由電子雪崩的發(fā)展水平?jīng)Q定[19]。在較低頻率的情況下，鋸齒波電壓的斜率很小。因此，在電極間僅產(chǎn)生少量的電子雪崩，使得在氣隙中具有較小的離子密度。此時(shí)正離子的數(shù)量較少，則源于激發(fā)態(tài)的分子碰撞產(chǎn)生的陰極二次電子發(fā)射就不能被忽視[22]。隨放電的進(jìn)行外加電壓的斜率與介質(zhì)電壓的斜率相等，此時(shí)放電電流就保持恒定，由此出現(xiàn)階梯放電的放電平臺。

圖4 放電的發(fā)射光譜(Up=10 kV，Q=4 L/min)Fig.4 Optical emission spectrum from the DBD(Up=10 kV，Q=4 L/min)

圖4給出放電在波長300～800 nm范圍內(nèi)的發(fā)射光譜。從圖中可以看出，放電發(fā)射光譜中存在多條躍遷譜線，這表明在放電過程中電子碰撞將氣體原子(和分子)激發(fā)到多種高激發(fā)態(tài)，激發(fā)態(tài)粒子退激發(fā)時(shí)發(fā)射出多條特定譜線。從圖中可以觀察到氮分子第二正帶系(C3Πu→B3Πu)波長為337.1，357.6，380.4，405.8 nm的譜線。氮分子譜線的出現(xiàn)主要源于環(huán)境空氣中的氮?dú)鈹U(kuò)散到工作氣體中。

e+N2(X)→e+N2(A,B,C),

(1)

同時(shí)，還發(fā)現(xiàn)了OH(A2∑+→X2Π)波長為308.8 nm和616.0 nm的譜線，這是由于外界環(huán)境中的空氣存在少量的水蒸氣滲入到工作氣體中。由于在氣體間隙中Ar氣流的沖刷作用，滲入到間隙中的空氣含量很少，因此氮分子和OH發(fā)射譜線相比于Ar的發(fā)射譜線要低很多。

e+H2O(X)→e+H+OH(A2Σ+→X2Π),

(2)

發(fā)射譜中除了ArⅠ750.4 nm譜線，在波長650～800 nm范圍內(nèi)還發(fā)現(xiàn)了696.5，706.7，714.7，727.3，738.4，750.4，763.5，772.4，794.8 nm等譜線。這些氬的原子譜線主要來源于氬與電子發(fā)生碰撞激發(fā)、碰撞離化和隨后的輻射復(fù)合。這些高強(qiáng)度ArⅠ譜線的存在說明放電產(chǎn)生了大量的活性粒子，即這種介質(zhì)阻擋放電具有很高的化學(xué)活性?；钚粤Ｗ赢a(chǎn)生途徑如下：

e+Ar→Ar(4p,4s)+e,

(3)

e+Ar→Ar++2e,

(4)

(5)

e+Ar+→Ar(4p,4s),

(6)

(7)

由于OH對于低溫等離子體應(yīng)用具有重要作用，我們對其譜線強(qiáng)度進(jìn)行了研究。發(fā)現(xiàn)OH(308.8 nm)的譜線強(qiáng)度隨Up增加而單調(diào)增加，結(jié)果如圖5所示。

圖5 OH譜線強(qiáng)度(308.8 nm)隨Up的變化關(guān)系Fig.5 Spectral line intensity of OH(308.8 nm) as a function of Up

OH作為一種強(qiáng)氧化劑[23]，能夠在工業(yè)等領(lǐng)域用于氧化降解，因此圖5說明增大峰值電壓有利于增大化學(xué)反應(yīng)效率。這是因?yàn)?，電壓峰值增大的過程中，放電的占空比增大(圖2)，則一個(gè)周期中放電產(chǎn)生的電子數(shù)量增加，導(dǎo)致電子與水分子的碰撞次數(shù)增加，從而使得在一個(gè)放電周期中產(chǎn)生的OH譜線強(qiáng)度會隨著外加鋸齒波電壓峰值的增加而增大。

圖6給出了利用玻爾茲曼擬合計(jì)算得到的電子激發(fā)溫度和分子振動溫度隨Up的變化關(guān)系。電子激發(fā)溫度的變化范圍為9 000～10 800 K，分子振動溫度的變化范圍為840～1 930 K。并且，隨外加鋸齒波電壓峰值大，電子激發(fā)溫度降低，而分子振動溫度升高。產(chǎn)生這種現(xiàn)象可以解釋為，隨外加鋸齒波電壓峰值的增加，放電的占空比增大，即單次放電產(chǎn)生的電子數(shù)目和活性粒子增加。在這些電子和活性粒子共同作用下，放電的擊穿電場降低。這直接導(dǎo)致了電子能量會隨著峰值電壓的增大而降低，表現(xiàn)為電子激發(fā)溫度隨著峰值電壓的增大而降低。但對于分子振動溫度而言，電子能量隨峰值電壓的增大而降低會導(dǎo)致分子振動溫度的降低，但另一方面峰值電壓的增大會增加電子與中性粒子的碰撞次數(shù)，導(dǎo)致分子振動溫度的升高。在兩個(gè)因素的共同作用下，分子振動溫度表現(xiàn)為隨峰值電壓的增大而降低。

圖6 電子激發(fā)溫度和分子振動溫度隨Up的變化關(guān)系Fig.6 Excited electron temperature and molecular vibration temperature as functions of Up

圖7通過對ArⅠ(750.4 nm)強(qiáng)度進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)相同峰值電壓下鋸齒波激勵(lì)DBD比正弦波激勵(lì)DBD的譜線強(qiáng)度大。對于大氣壓介質(zhì)阻擋放電，通常情況下采用正弦波交流電源進(jìn)行激勵(lì)。例如，Tang等采用正弦波交流電壓激勵(lì)DBD，研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)向工作氣體空氣中混入氬氣時(shí)，放電表現(xiàn)為多脈沖的絲狀放電模式，放電的發(fā)射光譜中包含氮分子的第二正帶系、OH(A2∑+→X2Π)和ArⅠ譜線[24]。通過對比，我們發(fā)現(xiàn)鋸齒波激勵(lì)DBD與正弦波激勵(lì)DBD的發(fā)射光譜中所包含譜線種類一樣。但是，由于鋸齒波激勵(lì)DBD比正弦波激勵(lì)DBD每個(gè)周期的放電持續(xù)時(shí)間更長，因此在相同曝光時(shí)間下，鋸齒波激勵(lì)DBD的譜線強(qiáng)度會更大。

圖7 正弦波激勵(lì)DBD和鋸齒波激勵(lì)DBD下Ar Ⅰ(750.4 nm)譜線強(qiáng)度隨Up的變化關(guān)系
Fig.7 Spectral line intensity of ArⅠ(750.4 nm)by DBD excited by the voltage of sine wave and saw-tooth wave as functions ofUp

4 結(jié) 論

利用微間隙平行平板DBD裝置在大氣壓條件下產(chǎn)生了非平衡態(tài)低溫等離子體，并用光學(xué)方法對其放電特性、放電機(jī)制和光譜特性進(jìn)行了研究。在鋸齒波電壓激勵(lì)下，發(fā)現(xiàn)DBD表現(xiàn)為放電電流具有平臺狀的階梯放電。并且，隨外加鋸齒波電壓峰值的增加，放電平臺的持續(xù)時(shí)間和幅值隨之增加。對階梯放電中單個(gè)放電平臺的時(shí)間演化情況進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)階梯放電的放電機(jī)制屬于大氣壓Townsend放電機(jī)制。對波長300～800 nm的放電發(fā)射光譜進(jìn)行采集，發(fā)現(xiàn)發(fā)射光譜中包含氮分子的第二正帶系(C3Πu→B3Πu)、OH(A2∑+→X2Π)和ArⅠ的特征譜線。通過測量OH(308.8 nm)的譜線強(qiáng)度，發(fā)現(xiàn)其隨鋸齒波電壓峰值的增大而增大。采用波爾茲曼擬合的方法，對不同電壓峰值下的電子激發(fā)溫度和分子振動溫度進(jìn)行了測量計(jì)算，發(fā)現(xiàn)電子激發(fā)溫度隨鋸齒波峰值電壓的增大而減小，而分子振動溫度隨鋸齒波電壓峰值的增大而增大。通過對Ar Ⅰ(750.4 nm)強(qiáng)度進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)相同峰值電壓下鋸齒波激勵(lì)DBD比正弦波激勵(lì)DBD的譜線強(qiáng)度大。

介質(zhì)阻擋放電作為一種產(chǎn)生低溫等離子體的重要方法，通常采用正弦(幾千赫茲或射頻)和納秒脈沖激勵(lì)。然而，在這些方式激勵(lì)下介質(zhì)阻擋放電一般表現(xiàn)為脈沖模式。在脈沖放電模式中，放電時(shí)間占外加電壓周期的時(shí)間(定義為放電的占空比)較小。也就是說常規(guī)激勵(lì)的DBD具有較低的占空比。本文采用鋸齒波激勵(lì)介質(zhì)阻擋放電能夠形成具有高占空比的階梯放電。并且，鋸齒波激勵(lì)DBD屬于大氣壓湯森放電機(jī)制的均勻模式放電，這對于需要均勻等離子體的應(yīng)用領(lǐng)域也具有一定價(jià)值。

[1] GEYTER N D,MORENT R,GENGEMBRE L,etal..Increasing the hydrophobicity of a PP film using a helium/CF4,DBD treatment at atmospheric pressure [J].PlasmaChem.PlasmaProc.,2008,28(2):289-298.

[2] REHMAN F,LIU Y,ZIMMERMAN W B J.The role of chemical kinetics in using O3,generation as proxy for hydrogen production from water vapour plasmolysis [J].Int.J.HydrogenEnergy,2016,41(15):6180-6192.

[3] PLAKSIN V Y,PENKOV O V,MIN K K,etal..Exhaust cleaning with dielectric barrier discharge [J].PlasmaSci.Technol.,2010,12(12):688.

[4] DENG X T,SHI J J,SHAMA G,etal..Effects of microbial loading and sporulation temperature on atmospheric plasma inactivation of Bacillus subtilis spores [J].Appl.Phys.Lett.,2005,87(15):153901-1-3.

[5] CHU H Y,HUANG B S.Gap-dependent transitions of atmospheric microplasma in open air [J].Phys.Plasmas,2011,18(4):043501.

[6] KANAZAWA S,KOGOMA M,MORIWAKI T,etal..Stable glow plasma at atmospheric pressure [J].J.Phys.D:Appl.Phys.,1988,838:189-200.

[7] MASSINES F,GHERARDI N,NAUDé N,etal..Recent advances in the understanding of homogeneous dielectric barrier discharges [J].Eur.Phys.J.Appl.Phys.,2009,47(2):22805.

[8] MASSINES F,RABEHI A,DECOMPS P,etal..Experimental and theoretical study of a glow discharge at atmospheric pressure controlled by dielectric barrier [J].J.Appl.Phys.,1998,83(6):2950-2957.

[9] GHERARDI N,GOUDA G,GAT E,etal..Transition from glow silent discharge to micro-discharges in nitrogen gas [J].PlasmaSourcesSci.Technol.,2000,9(3):340.

[10] TRUNEC D,BRABLEC A,BUCHTA J.Atmospheric pressure glow discharge in neon [J].J.Phys.D:Appl.Phys.,2001,34(11):1697.

[12] BRANDENBURG R,NAVRTIL Z,JNSKJ,etal..The transition between different modes of barrier discharges at atmospheric pressure [J].J.Phys.D:Appl.Phys.,2009,42(8):085208.

[13] KOZLOV K V,BRANDENBURG R,WAGNER H E,etal..Investigation of the filamentary and diffuse mode of barrier discharges in N2/O2mixtures at atmospheric pressure by cross-correlation spectroscopy [J].J.Phys.D:Appl.Phys.,2005,38(4):518-529.

[14] OSAWA N,YOSHIOKA Y.Generation of low-frequency homogeneous dielectric barrier discharge at atmospheric pressure [J].IEEETrans.PlasmaSci.,2012,40(1):2-8.

[16] SHAO T,ZHANG C,YU Y,etal..Temporal evolution of nanosecond-pulse dielectric barrier discharges in open air [J].Europhys.Lett.,2012,97(5):504-514.

[17] YU S,PEI X,HASNAIN Q,etal..Study on the mode-transition of nanosecond-pulsed dielectric barrier discharge between uniform and filamentary by controlling pressures and pulse repetition frequencies [J].Phys.Plasmas,2016,23(2):2.

[18] ABDELAZIZ A A,SETO T,ABDEL-SALAM M,etal..Influence of applied voltage waveforms on the performance of surface dielectric barrier discharge reactor for decomposition of naphthalene [J].J.Phys.D:Appl.Phys.,2015,48:195201.

[19] LI X,NIU D,YIN Z,etal..Numerical simulation of operation modes in atmospheric pressure uniform barrier discharge excited by a saw-tooth voltage [J].Phys.Plasmas,2012,19(8):1819.

[20] 李雪辰,楚婧娣,鮑文婷,等.直流激勵(lì)等離子體噴槍的發(fā)光特性研究 [J].光學(xué)學(xué)報(bào),2015,35(7):41-46.

LI X C,CHU J D,BAO W T,etal..Study on the discharge characteristics of a DC-voltage excited plasma jet [J].ActaOpt.Sinica,2015,35(7):41-46.(in Chinese)

[21] JIANG W M,LI J,TANG J,etal..Prediction of nested complementary pattern in argon dielectric-barrier discharge at atmospheric pressure [J].Sci.Rep.,2015,5:16391.

[22] SUBLET A,DING C,DORIER J.Letal..Atmospheric and sub-atmospheric dielectric barrier discharges in helium and nitrogen [J].PlasmaSourcesSci.Technol.,2006,15(4):627-634.

[23] EWING D,DAMSKER K E.The use of glycerol to link DNA damage from hydroxyl radicals with the activities of DNA repair enzymes [J].Biochem.Biophys.Res.Commun.,1995,207:957.

[24] TANG J,JIANG W M,ZHAO W,etal..Development of a diffuse air-argon plasma source using a dielectric-barrier discharge at atmospheric pressure [J].Appl.Phys.Lett.,2013,102:033503.

李雪辰(1976-)，男，河北保定人，博士，教授，2005年于中國科學(xué)院物理研究所獲得博士學(xué)位，主要從事氣體放電光學(xué)診斷等方面的研究。

E-mail:plasmalab@126.com

賈鵬英(1976-)，女，河北保定人，副教授，主要從事氣體放電、高壓靜電等離子體除塵等方面的研究。

E-mail：jiapengying@mail.hbu.edu.cn