[實用新型]一種基于介質阻擋放電的連續脫酸系統

有效

• 申請號: 201520482446.2
• 申請日: 2015-07-02
• 公開（公告）號: CN204753251U
• 公開（公告）日: 2015-11-11
• 發明（設計）人: 張溪文;王慶莉;徐紹艷
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: D21H25/18
• 分類號: D21H25/18
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

技術領域

本實用新型涉及一種脫酸系統，尤其涉及一種基于介質阻擋放電的連續脫酸系統。

背景技術

我國是一個具有悠久歷史和燦爛文化的文明古國，發明的造紙術和印刷術記錄了人類文明的發展。在我國各種圖書館、博物館、檔案機構中保存著數以萬計的珍貴的近現代書籍、字畫、報紙、檔案等紙質文物,它們是中華民族優秀傳統文化精華所在，具有不可復制的重要歷史文化價值，是中華民族的精神文明的支柱。

然而隨著歲月的流逝，紙質文獻的酸化情況日益嚴重，大量古籍善本出現了發黃霉變、粉化碎裂等現象，保護這些文化資料面臨著嚴峻的挑戰。大量近現代紙質文物由于紙張酸化而導致紙張變色、機械強度大幅度下降甚至一觸即破。

紙質文物從質地上大致可分為傳統手工紙張和近現代機制紙張。通常認為，紙的主要化學成分是纖維素，由纖維素大分子中基環間的葡萄糖鍵組合而成。機制紙在制造工藝中留存的硫酸鋁遇水解后呈酸性，當其作用于紙張纖維素時，使纖維素大分子中基環間的葡萄糖鍵發生斷裂，造成聚合度降低，因而導致紙張酸化、發脆而變質，表現為宏觀上的變色以及微觀上的結構破壞(即機械強度的下降)而“自毀”。而在通常認為不易酸化的傳統手工紙質文物中同樣也發現了不同程度的明顯酸化現象。

大量實驗表明，近現代機制紙一般只有50～60年的壽命，經脫酸后其理論“壽命”可以達500年左右。但在紙張自身木質素氧化、水解以及大氣等外界酸化因素等的持續影響下，已經脫酸的紙張在長期放置后仍有可能出現“返反酸”現象。

同時，由于染色工藝、抗皺處理、耐洗滌性處理等原因，纖維織物在生產的過程中也用到大量的酸。因此，纖維織物中同樣存在著明顯的酸化現象。

盡管人們已經開展了大量近現代紙張脫酸方面的研究，但至今仍未獲得理想的脫酸技術。傳統溶液脫酸法需要將待處理樣品浸在脫酸劑中，導致各種自身難以克服的缺陷，如紙張變形、褪色，化學試劑的毒性，效率低，無法實現多層次處理，難以控制脫酸劑用量和防止反酸等；而傳統氣象脫酸法雖然脫酸快且具有殺蟲、消毒的綜合效果，但其高真空條件的獲取導致其對設備的要求十分苛刻，不安全隱患多，投資大且難以防止反酸的缺點。因此，研究新型、高效、可工業化大規模處理紙張的脫酸理論和技術是刻不容緩的事情。

大氣壓非平衡等離子體中所含有的粒子能量高、活性強,可以有效地將水汽中的堿性脫酸劑帶入纖維內部使得紙張從內部到表面完全徹底的脫酸,從而防止不徹底脫酸導致留在纖維內部的酸性物質仍可以加速纖維的降解,該方法既可以擺脫傳統物理方法受到真空條件的限制,也可以克服溶劑型化學試劑處理方法帶來的負面作用。而且,等離子體的溫度可以低至常溫,不會對紙張造成損害,既可以擺脫傳統物理方法受到真空條件的限制,也可以克服溶別型化學試劑處理方法帶來的負面作用。因此可以使用等離子體將具有高能量的活性氫氧根離子引入紙張表面及內部,與紙張中的酸性物質發生中和反應,實現對紙質文獻的非接觸式等離子脫酸,同時也可以一定程度上增加纖維之間的結合力提高紙張的宏觀強度。

獲得等離子體的方法和途徑是多種多樣的，如氣體放電法、燃燒法、沖擊波法、介質阻擋放電法等。其中介質阻擋放電法相對于其他方式，結構簡單，產生的等離子體具有均勻、漫散和穩定的特定，因而最具有廣泛的工業生產應用前景。

介質阻擋放電(DielectricBarrierDischarge，DBD)是有絕緣介質插入放電空間的一種非平衡態氣體放電又稱介質阻擋電暈放電或無聲放電。在兩個放電電極之間充滿某種工作氣體,并將其中一個或兩個電極用絕緣介質覆蓋,也可以將介質直接懸掛在放電空間或采用顆粒狀的介質填充其中，當兩電極間施加足夠高的交流電壓時，電極間的氣體會被擊穿而產生放電，產生大量的等離子體。實際上在介質阻擋放電過程中起主導作用的是微放電過程，電解質的存在可以使微放電均勻穩定地分布在整個放電空間中，有利于獲取大量的等離子體。

公開號為CN102242530A的中國專利文獻，公開了一種紙質文物的脫酸方法。其需要使用氣體管道、結構復雜，且為單點處理模式，脫酸效率低，不能實現連續脫酸，不適于大規模生產。

發明內容

本實用新型提供一種基于介質阻擋放電的連續脫酸系統。該系統在常溫常壓下處理樣品，使用安全、對外界環境無污染；結構簡單、使用方便；脫酸效率高，處理時間短，脫酸徹底，不易反酸；有效避免樣品變形、變色；能夠實現對待脫酸樣品的連續處理，適于工業化大規模應用。

本實用新型的技術方案如下：

一種基于介質阻擋放電的連續脫酸系統，包括：