大氣壓等離子體射流（APPJ）活化水（液體）

文章出處：等離子清洗機廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發表時間：2022-05-19

等離子體（plasma）是由幾種激發的原子、分子、離子和自由基組成，與多種反應性物種和電磁輻射的能量共存。根據帶電粒子溫度的不同，可分為高溫等離子體和低溫等離子體。低溫等離子體能夠在接近環境溫度下（30~60℃）產生大量生物活性物質，如活性氧（ROS）和活性氮（RNS），具有非熱力消毒和表面改性作用，且不含有毒化學物質，對環境無害。

大氣壓等離子體射流（APPJ）活化水

等離子體活化水（Plasmaactivatedwater，PAW），又稱為等離子體酸、等離子體活化液體，是指水被低溫等離子體處理后，水分子離解的產物與等離子體中的活性物質反應產生富含更多種類活性成分的水溶液。大氣等離子體射流（APPJ）活化水（液體）

大氣壓等離子體射流（APPJ）活化水示意圖

大氣壓等離子體射流（APPJ）可以在開放空間的大氣環境下產生相對均勻的等離子體，而不局限于放電間隙；不需要復雜昂貴的真空系統；不適用于需要大面積處理的場合。

大氣壓冷等離子體的產生過程中，電子與參與放電的氣體分子在高壓電場的作用下發生一系列分解、電離和吸附等物理化學過程，進而產生大量的活性氧粒子（ReactiveOxygenSpecies，ROS）、活性氮粒子（ReactiveNitrogenSpecies，RNS）以及氫粒子等活性粒子。其中，ROS主要包括氧原子（O）、羥基自由基（OH）、單線態氧（¹O₂）、過氧化氫（H₂O₂）、臭氧（O₃）、超氧陰離子（O₂^--）等，RNS主要包括一氧化氮（NO）、二氧化氮（NO₂）、過氧亞硝酸（ONOOH）等，而氫粒子主要指H+離子和H原子。這些活性粒子在冷等離子體應用中發揮著關鍵的作用，例如在生物醫學應用中，文獻報道OH和O₂^--具有極強的細胞毒性，NO與DNA損傷和炎癥反應直接相關，ONOO^-參與細胞內重要的氧化還原過程等。研究冷等離子體產生的活性粒子具有重要意義，但過去的研究主要集中在等離子體中及其周圍氣體區域。在諸多冷等離子體應用中，被處理對象往往處于潮濕環境或直接淹沒于水溶液中，活性粒子必須進入水溶液中才能發揮直接或關鍵的作用。因此，研究等離子體處理水溶液過程中產生的液相活性粒子對于提升等離子體科學的認知水平并促進相關應用的發展至關重要。

根據文獻報道，冷等離子體處理水溶液時產生的常見液相活性粒子有30余種，既包括H2O2、H+、NO₂^--、NO₃^--等長壽命粒子，也包括OH、O₂^--、NO、ONOOH等短壽命粒子。這些液相活性粒子在應用中發揮著不同的作用。

等離子體活化水相比于直接等離子體處理更加溫和，通過水為介質避免了帶電粒子、紫外線和電子等特定物質對脆弱的污染表面造成的直接等離子體損傷，同時它是以液體形式存在，使用更加方便靈活。它可以直接利用空氣作為工作氣體，蒸餾水作為活化液體產生，成本低廉，不會產生二次污染而在食品工業中有著廣闊的應用前景。

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