等離子體是在特定條件下使氣(汽)體部分電離而產(chǎn)生的非凝聚體系。它由中性的原子或分子,激發(fā)態(tài)的原子和分子、自由基、電子或負(fù)離子、正離子以及輻射光子組成。體系內(nèi)正負(fù)電荷相等,整個(gè)體系呈電中性,被稱為物質(zhì)存在的第四態(tài)。帶電粒子中電子質(zhì)量最輕,其溫度高達(dá)104K以上;離子、自由基、中性原子或分子等重粒子的溫度接近或略高于室溫, 稱這種等離子體為低溫等離子體。低溫等離子體具有足夠高能量的活性物種,因而可使反應(yīng)物分子激發(fā)、電離或斷鍵。
實(shí)驗(yàn)室中獲得等離子體的方法有熱電離法、激波法、光電離法、射線輻射法以及直流、低頻、射頻、微波氣體放電法等。低溫等離子體化學(xué)從原理講就是自由基化學(xué),等離子體中存在多種高能自由基,各種自由基會(huì)產(chǎn)生協(xié)同作用,因而對有機(jī)廢水的處理比單自由基的體系具有更好的效果。 國內(nèi)利用低溫等離子體技術(shù)進(jìn)行污染治理方面的研究目前有華中理工大學(xué)和大連理工大學(xué)等單位,煙氣脫硫方面研究較多。李勝利等將該技術(shù)用于印染廢水的脫色研究,效果較好, 對直接藍(lán)2B和活性艷紅X-3B的脫色試驗(yàn)表明40秒的脫色率可達(dá)95% ,利用該技術(shù)對有機(jī)廢水的處理目前尚沒有其他的報(bào)道。此外利用低溫等離子體對氣相中甲苯的降解也有報(bào)道。國外用高能電子束轟擊水溶液時(shí)可產(chǎn)生大量反應(yīng)能力極強(qiáng)的活性粒子,這些活性粒子可誘導(dǎo)許多化學(xué)反應(yīng),從而使水中的有機(jī)物發(fā)生降解。
盡管國內(nèi)外對低溫等離子體化學(xué)技術(shù)在環(huán)境污染治理的應(yīng)用的原理已有較多的討論,也有一些單一有機(jī)物降解的實(shí)驗(yàn)室研究工作的報(bào)道,但是該技術(shù)對不同類型的有機(jī)物和實(shí)際工業(yè)廢水的降解的研究報(bào)道較少。另外,該技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用也存在如何降低能耗,提高降解效率的問題。對低溫等離子體處理有機(jī)廢水的影響因素,如PH、PE 、含鹽量,有機(jī)物種類和含量以及降解產(chǎn)物的物種和毒性等方面也有大量的研究工作要做。這些研究內(nèi)容大都是低溫等離子體技術(shù)在有機(jī)廢水處理研究中的關(guān)鍵性問題,也是該技術(shù)在環(huán)境污染治理中應(yīng)用研究的重要問題。