文 献 综 述

一、 概述

气体成分对介质阻挡放电水处理的效果的影响的研究要利用所学的DBD放电知识来进行。DBD即介质阻挡放电，也称无声放电，是一种典型的非平衡态交流气体放电，可以实现大气压条件下的放电。DBD是一种产生大气压非平衡等离子体的可靠、经济的方法，所以被广泛应用于臭氧合成、大功率紫外及真空紫外光源、水处理和环境保护等领域。

等离子体是物质的第四态，即电离了的”气体”，当外加电压达到气体的着火电压时，气体分子被击穿，产生包括电子、各种离子、原子和自由基在内的混合体。因为电离过程中正离子和电子总是成对出现，所以等离子体中正离子和电子的总数大致相等，总体来看为准电中性。等离子体按系统温度分为高温等离子体和低温等离子体。高温等离子体中的物质完全电离，粒子有足够的能量相互碰撞。低温等离子体中的物质部分电离，分为热等离子体和冷等离子体(又称非平衡等离子体)。前者中的电子和离子温度近似相等；后者中的电子和离子温度相差很大，电子温度大于104K，离子温度300-500K。常温常压下，冷等离子体比热等离子体容易生成，现代工业中常应用冷等离子体技术，如降解有机物、废气处理、冶金提炼、杀菌灭藻以及材料表面处理等。

因等离子体内富含的大量活性粒子如离子、电子、激发态的原子和分子及自由基等，从而为等离子体技术通过化学反应处理异味物质提供了条件。近几十年来，有关等离子体技术的研究非常活跃，为合成新物质、新材料及环境污染治理等提供了一种新技术、新方法和新工艺。国内外企业利用低温等离子体技术在环保方面开发出了”低温等离子体有机废气净化设备”、”低温等离子体废水净化设备”及”低温等离子体汽车尾气净化技术”。

二、 DBD实验装置

介质阻挡放电是有绝缘介质(如玻璃、石英、陶瓷、橡胶等)插入放电空间的一种气体放电。介质可以覆盖在电极上或悬挂在放电空间，这样，当在放电电极上施加足够高的交流电压时，电极间的气体将被击穿而形成所谓的介质阻挡放电。这种放电现象为很均匀、散漫和稳定，但实际上它是由大量细微的快脉冲放电通道构成的。常见的介质阻挡放电电极机构如图1所示。

图1 三种常见的介质阻挡放电电极结构

图2为针板式低温等离子体水处理反应器。反应器中共设置两个电极，一个为针电极，一个为板电极，其中针电极为放电电极，电极材料多为不锈钢，也有用铂、钽和铝作为放电材料的。板电极为接地电极，多为不锈钢材料。根据放电电极上针的数目不同，又可将针板式反应器分为单针板式和多针板式反应器。根据放电介质的不同则可分为液相放电和气相放电两种类型，如图2(a)、(b)所示。

气相放电反应器的针电极位于板电极之上，两者之间相隔一定的距离，被处理溶液在板电极上流动，放电在气相中完成，放电产生的等离子体中的有效成分飘向液面，然后与液面的污染物发生反应。其中多针放电电极是由相同间隔的多根针在同一平面上组合而成的。水中放电反应器的针电极和板电极及其中间的空间均位于溶液中。有时为研究在溶液中通入不同气体对处理效果的影响，常使用空心针电极引入气体。