低温等离子净化器的工作原理以及问题分析

 {一}、低温等离子净化器的工作原理
低温等离子与催化剂协同催化转化技术一般可以分为3类：(1)低温等离子体反应腔与催化剂载体布置在同一空间；(2)催化剂载体布置在低温等离子体余辉区；(3)低温等离子体反应腔与催化剂载体分开布置。
一种属于一系统，后两种属于两级系统。本文讨论的低温等离子体净化器属于上述两级系统的后者。
1.低温等离子体的净化机理
低温等离子净化器是指由电子、离子、自由基、激发态粒子等组成的导电流体，整体呈电中性，是不同于气态、液态和固态的第四态。离子、自由基和激发态粒子等都是化学活性较强的物质。根据温度和内部的热力学平衡性，可将等离子体分为高温等离子体和低温等离子体。
低温等离子体内部的电子温度远远高于离子温度(电子温度可高达，而离子温度一般只有300~500K)，系统处于热力学非平衡态，整体表现出表面温度较低。
在常压下通过电晕或介质阻挡放电均可产生低温等离子体，产生的低温等离子体中存在大量性较强的自由基(OH，HO2)、臭氧(O3)等，这些具有化学活性的粒子与气体分子(原子)发生非弹性碰撞并将能量转换成基态分子(原子)的内能，使很多需要很高活化能的化学反应能够发生，使常规方法难以去除的污染物得以转化或，从而达到净化物的目的。
2.蜂窝载体催化剂
催化剂多为负载型催化剂，载体是催化剂的一个重要组成部分，早期的载体一般是由活性铝、硅镁等为原材料制得的，但其有耐热性差、强度低、易碎等缺点，到了20世纪80年代后期便被蜂窝式载体所取代。蜂窝式载体根据材质可分为陶瓷式和金属式两种。陶瓷载体是由许多薄壁均等小通道构成整体，具有气流阻力小、几何表面大、无磨损等优点。金属载体具有起燃温度低、起燃、孔壁薄、能提供大的几何表面积、开放的集合结构、比陶瓷蜂窝载体有高抗热冲击的机械强度、预热性能好和压降低等优点。不管是陶瓷蜂窝载体催化剂还是金属蜂窝载体催化剂，其催化原理都是在催化剂表面进行还原反应，将气体中的成分转换成物。
{二}、等离子净化器问题分析
(1)光催化技术与活性炭吸附技术相结合，虽起到了提高去除效果的作用，但在反应流速较大情况下，去除效果受到限制，即污染物处理量受限；与臭氧结合时，污染物的去除效果提高，但超标的臭氧对人体同样是一种物质，等离子净化器因而的结合作用需要进行探讨，以提高污染物去除效果，同时减少臭氧的产生；
(2)对于等离子体的应用，文献中提出了可放大的电较结构反应器，但没有通过同等实验条件探讨哪种电较结构反应器对于污染物的去除效果较佳；
(3)在提及等离子体应用过程时，很少提出过量臭氧生成的去除办法，因而对于臭氧的生成量及臭氧的有待进行实验研究；
(4)在等离子体净化空气技术研究中，文献多以较的VOCs或其他气体作为去除对象进行实验探讨，而对于室内低浓度的VOCs气体去效果需进一步实验研究。