一.课题研究背景及意义 1、大气压低温等离子体 1.1 等离子体 等离子体(Plasma)是由离子、电子等带电粒子、中性粒子(分子、原子、自由基等)及射线组成的导电性流体[1]。

随着注入能量的增加，由于高能粒子非弹性碰撞或复合产生的大量紫外光和活性分子，物质会从常见的固、液、气三态转变为等离子态。

等离子态作为物质的第四种形态广泛存在于宇宙和人类活动中，且由于总电荷是守恒的所以等离子体在宏观上呈现电中性。

1.2. 大气压低温等离子体 等离子体分类方法多种多样，如果按照热力学平衡分类可以分为三类：完全平衡等离子体、局部热力学平衡等离子体、非热力学平衡等离子体(即低温等离子体)[2]。

大气压低温等离子体是指在常压条件下通过高能粒子与周围气体碰撞产生的大量的活性粒子(电子、正负离子)、紫外线和许多中性活性物质可以产生比化学试剂更加高效的反应，而气体温度却接近室温，相比于热等离子体，这样的体系成本低廉、能源消耗少，粒子活性高，有利于化学反应的进行，近年来被广泛应用于材料改性、医学消毒、环境保护等众多领域[3-5]。

1.3 大气压低温等离子体的产生方式 产生大气压低温等离子体的主要方式是气体放电，通过在一定的气体空间内施加强电场，使气体发生击穿并产生放电，气体放电有多种形式，主要包括电晕放电(Corona discharge)、电弧放电(Arc Discharge)、火花放电(Spark Discharge)、介质阻挡放电(Dielectric Barrier Discharge, DBD)和等离子体射流(Atmospheric Pressure Plasma Jet, APPJ) [6]。

电晕放电通常处于极不均匀电场中，多在曲率半径小的电极附近场强较强的地方产生，能够产生稳定的非平衡态低温等离子体在污染治理等方面有着广泛的应用。

其放电较弱，放电面积与放电电流较小。

电弧放电通过在两片电极之间施加高压并在气隙最窄处发生击穿形成放电，它具有放电电压较低，同时放电电流密度大，气体温度高等优点，所以大多被应用在冶金、处理有毒材料和高强度电光源等需要高能量高温度的工业领域。

火花放电通过在两片金属电极之间施加高电压，会产生细丝状的放电，由于电源提供功率不足，在空气中表现为断续且随机放电现象。