《低溫等離子體技術及應用》共9章。第1章介紹低溫等離子體技術的概念、發(fā)展歷史、分類及特點,以及低溫等離子體的放電形式。第2章介紹低溫等離子體的常用診斷方法。第3章介紹高壓電源電路基礎、高壓電源關鍵器件組成及發(fā)展現狀,以及當前常用的低溫等離子體高壓電源。第4章介紹低溫等離子體發(fā)生設備及其設計原則,包括介質阻擋放電成套設備、流光電暈放電成套設備以及等離子體射流成套設備等。第5章介紹低溫等離子體在化學及生物有毒有害物質洗消方面的研究和應用。第6~8章分別介紹低溫等離子體在大氣污染治理、水污染治理以及土壤修復方面的研究和應用。第9章介紹低溫等離子體在醫(yī)療領域的研究和應用。
本書的讀者對象為從事等離子體技術研究的科研工作者、工程師、教師和學生,也可供其他對等離子體技術感興趣的科技工作者參考。
第1章 低溫等離子體理論基礎 1
1.1 基本概念 1
1.2 發(fā)展歷史 4
1.3 分類及特點 4
1.3.1 按電離程度分類 5
1.3.2 按等離子體密度分類 5
1.3.3 按等離子體熱平衡分類 5
1.3.4 按系統溫度分類 7
1.3.5 按產生方式分類 7
1.4 物理化學特性 8
1.4.1 等離子體輻射 8
1.4.2 電場 8
1.4.3 活性基團 9
1.5 低溫等離子體的產生 10
1.5.1 熱致電離法 11
1.5.2 氣體放電法 12
1.6 氣體放電基礎 14
1.6.1 氣體的絕緣擊穿——湯生放電 14
1.6.2 放電起始電壓——帕邢定律 20
1.6.3 影響擊穿電壓的因素 22
1.7 低溫等離子體的主要特征量 25
1.7.1 粒子密度 25
1.7.2 溫度 26
1.7.3 頻率 27
1.7.4 德拜長度 28
1.7.5 導電性和介電性 30
1.7.6 粒子間的碰撞 31
1.7.7 等離子體“鞘” 32
1.8 氣體放電形式 34
1.8.1 電暈放電 34
1.8.2 火花放電 35
1.8.3 輝光放電 36
1.8.4 弧光放電 38
1.8.5 射流放電 39
1.8.6 射頻放電 41
1.8.7 介質阻擋放電 42
參考文獻 44
第2章 低溫等離子體的診斷方法 46
2.1 探針診斷 46
2.2 微波診斷 47
2.3 激光診斷 48
2.4 光譜診斷 49
2.4.1 發(fā)射光譜法 49
2.4.2 吸收光譜法 51
2.5 化學診斷 52
2.5.1 探針化學診斷法 53
2.5.2 電子自旋共振法 61
2.6 質譜診斷 63
2.6.1 常用的質譜儀 64
2.6.2 低溫等離子體質譜診斷的應用 65
參考文獻 68
第3章 用于激發(fā)低溫等離子體的高壓電源 73
3.1 直流高壓電源 73
3.2 交流高壓電源 75
3.2.1 基于軟開關技術的交流高壓電源 75
3.2.2 基于壓電陶瓷變壓的交流高壓電源 78
3.3 微秒脈沖電源 80
3.3.1 單極性微秒脈沖電源 83
3.3.2 雙極性微秒脈沖電源 91
3.4 納秒脈沖電源 93
3.4.1 單開關納秒脈沖電源 96
3.4.2 多開關納秒脈沖電源 102
參考文獻 108
第4章 低溫等離子體發(fā)生設備 109
4.1 介質阻擋放電成套設備 109
4.1.1 基本設計原則 109
4.1.2 常用的介質阻擋放電成套設備 117
4.2 流光電暈放電成套設備 127
4.2.1 基本設計原則 127
4.2.2 常用的流光電暈放電成套設備 129
4.3 等離子體射流成套設備 136
4.3.1 設備設計的基本原則 136
4.3.2 常用的等離子體射流成套設備 138
4.4 其他低溫等離子體成套設備 148
4.4.1 流光放電除塵器 148
4.4.2 低氣壓等離子體成套設備 150
4.4.3 反電暈等離子體成套設備 151
參考文獻 152
第5章 低溫等離子體在洗消領域的研究和應用 159
5.1 等離子體洗消技術研究和應用現狀 160
5.2 陣列式等離子體洗消系統 165
5.3 等離子體射流的形貌及活性基團產生情況 167
5.3.1 等離子體射流的形貌及影響因素 167
5.3.2 活性基團的產生情況 169
5.4 有毒化合物洗消 171
5.4.1 洗消效果 171
5.4.2 洗消效果的主要影響因素 172
5.4.3 化合物的洗消動力學 180
5.4.4 化合物洗消機理 181
5.5 病原微生物洗消 186
5.5.1 金黃色葡萄球菌洗消 186
5.5.2 芽孢桿菌洗消 188
5.5.3 病原微生物洗消效果的影響因素 194
5.5.4 病原微生物洗消機理 197
5.6 洗消安全性評估 199
5.6.1 洗消對象溫度變化 199
5.6.2 洗消對象的材料變化 201
參考文獻 204
第6章 低溫等離子體在大氣污染治理中的研究和應用 211
6.1 除塵 211
6.1.1 電除塵過程 212
6.1.2 電除塵效率的影響因素 213
6.1.3 電除塵離子風 215
6.1.4 電除塵器的設計及應用 217
6.1.5 電除塵存在的問題 220
6.2 脫硫脫硝 221
6.2.1 低溫等離子體氣相脫硫脫硝 221
6.2.2 低溫等離子體異相脫硫脫硝 224
6.2.3 低溫等離子體脫硫脫硝的工業(yè)應用和發(fā)展 225
6.3 揮發(fā)性有機物(VOCs)處理 226
6.3.1 高壓放電降解 227
6.3.2 等離子體催化技術 228
6.4 微生物氣溶膠消殺 229
6.4.1 高壓放電滅活微生物 229
6.4.2 微生物靜電收集處理技術 230
參考文獻 231
第7章 低溫等離子體在水污染治理中的研究和應用 236
7.1 水中有毒有害化合物降解 237
7.1.1 印染廢水的處理 237
7.1.2 苯酚廢水的處理 238
7.1.3 硝基苯廢水的處理 239
7.1.4 苯胺廢水的處理 240
7.1.5 氰化鉀廢水的處理 241
7.1.6 樂果廢水的處理 241
7.1.7 化學毒劑模擬劑廢水的處理 241
7.1.8 其他難降解有機廢水的處理 243
7.1.9 水中化合物的降解機理 245
7.2 水中病原微生物的消殺 249
7.2.1 水下高壓放電滅菌 249
7.2.2 沿面高壓放電滅菌 250
7.2.3 液相滅菌機理 251
7.3 結語 255
參考文獻 255
第8章 低溫等離子體在土壤修復中的研究和應用 260
8.1 土壤污染現狀 260
8.2 等離子體修復有機污染土壤的基本原理 262
8.3 等離子體修復技術研究現狀 264
8.4 土壤修復用等離子體放電類型及研究現狀 266
8.4.1 電弧放電土壤修復技術 266
8.4.2 電暈放電土壤修復技術 267
8.4.3 介質阻擋放電土壤修復技術 268
8.5 土壤修復效果的影響因素 271
8.5.1 操作條件的影響 271
8.5.2 土壤理化性質的影響 273
8.6 綜合修復技術 276
參考文獻 277
第9章 低溫等離子體在醫(yī)療領域的研究和應用 280
9.1 傷口治療 280
9.1.1 慢性傷口治療 280
9.1.2 急性傷口治療 287
9.1.3 等離子體促進傷口愈合的機制 289
9.2 低溫等離子體凝血 290
9.3 糖尿病足綜合征治療 294
9.4 牙科應用 295
9.5 美容應用 297
9.6 癌癥治療 298
9.6.1 低溫等離子體治療癌癥的機制 299
9.6.2 治療案例 300
9.7 低溫等離子體醫(yī)療設備 304
參考文獻 306