低溫等離子體技術在有機廢氣處理中的應用

隨著全球經濟的發展，環境污染問題日益突出，各種類型的環境污染層出不窮，嚴重危及了人類的健康與生存。為了人類自身的安危，治理環境問題迫在眉睫。近年，全球涌現出許多治理環境問題的高新技術，如超聲波、光催化氧化、低溫等離子體、反滲透等，其中低溫等離子體作為一種高效、低能耗、處理量大、操作簡單的環保新技術來處理有毒廢氣及難降解物質，是近來研究的熱點。

低溫等離子體技術應用范圍廣，氣體的流速和濃度對于氣態污染物治理技術應用來說是兩個非常重要的因素。生物過濾和燃燒技術能應用于較高濃度范圍，但卻受氣體的流速所限；電子束照射技術僅有一非常窄的氣體流速范圍。而低溫等離子體技術對氣體的流速和濃度都有一個很寬的應用范圍，其應用廣泛不言而喻。等離子體技術工藝簡單，吸附法要考慮吸附劑的定期更換，脫附時還有可能造成二次污染；燃燒法需要很高的操作溫度；聯合催化法中，催化劑存在選擇性，某些條件(如溫度過高)會造成催化劑失活，光催化法只能利用紫外光等；生物法要嚴格控制pH值、溫度和濕度等條件，以適合微生物的生長。而低溫等離子體技術則較好的克服了以上技術的不足，反應條件為常溫常壓，反應器結構簡單，并可同時消除混合污染物(有些情況還具有協同作用)，不會產生二次污染等。就經濟可行性來說，低溫等離子體反應裝置本身系統構成就單一緊湊，在運行費用方面，微觀來講，因放電過程只提高電子溫度而離子溫度基本保持不變，這樣反應體系就得以保持低溫，所以不僅能量利用率高，而且使設備維護費用也很低。

低溫等離子體技術在氣態污染物治理方面優勢顯著。其基本原理是在電場的加速作用下，產生高能電子，當電子平均能量超過目標治理物分子化學鍵能時，分子鍵斷裂，達到消除氣態污染物的目的。1980年代，日本東京大學S．Masuda教授提出的高壓脈沖電暈放電法是常溫常壓下得到低溫等離子體的較簡單、較有效的方法。它已成為目前的研究前沿，也正越來越多的用于氣態污染物的治理。