大气压等离子体射流（APPJ）活化水（液体）

文章出处：等离子清洗机厂家 | 深圳纳恩科技有限公司| 发表时间：2022-05-19

等离子体（plasma）是由几种激发的原子、分子、离子和自由基组成，与多种反应性物种和电磁辐射的能量共存。根据带电粒子温度的不同，可分为高温等离子体和低温等离子体。低温等离子体能够在接近环境温度下（30~60℃）产生大量生物活性物质，如活性氧（ROS）和活性氮（RNS），具有非热力消毒和表面改性作用，且不含有毒化学物质，对环境无害。

大气压等离子体射流（APPJ）活化水

等离子体活化水（Plasmaactivatedwater，PAW），又称为等离子体酸、等离子体活化液体，是指水被低温等离子体处理后，水分子离解的产物与等离子体中的活性物质反应产生富含更多种类活性成分的水溶液。大气等离子体射流（APPJ）活化水（液体）

大气压等离子体射流（APPJ）活化水示意图

大气压等离子体射流（APPJ）可以在开放空间的大气环境下产生相对均匀的等离子体，而不局限于放电间隙；不需要复杂昂贵的真空系统；不适用于需要大面积处理的场合。

大气压冷等离子体的产生过程中，电子与参与放电的气体分子在高压电场的作用下发生一系列分解、电离和吸附等物理化学过程，进而产生大量的活性氧粒子（ReactiveOxygenSpecies，ROS）、活性氮粒子（ReactiveNitrogenSpecies，RNS）以及氢粒子等活性粒子。其中，ROS主要包括氧原子（O）、羟基自由基（OH）、单线态氧（¹O₂）、过氧化氢（H₂O₂）、臭氧（O₃）、超氧阴离子（O₂^--）等，RNS主要包括一氧化氮（NO）、二氧化氮（NO₂）、过氧亚硝酸（ONOOH）等，而氢粒子主要指H+离子和H原子。这些活性粒子在冷等离子体应用中发挥着关键的作用，例如在生物医学应用中，文献报道OH和O₂^--具有极强的细胞毒性，NO与DNA损伤和炎症反应直接相关，ONOO^-参与细胞内重要的氧化还原过程等。研究冷等离子体产生的活性粒子具有重要意义，但过去的研究主要集中在等离子体中及其周围气体区域。在诸多冷等离子体应用中，被处理对象往往处于潮湿环境或直接淹没于水溶液中，活性粒子必须进入水溶液中才能发挥直接或关键的作用。因此，研究等离子体处理水溶液过程中产生的液相活性粒子对于提升等离子体科学的认知水平并促进相关应用的发展至关重要。

根据文献报道，冷等离子体处理水溶液时产生的常见液相活性粒子有30余种，既包括H2O2、H+、NO₂^--、NO₃^--等长寿命粒子，也包括OH、O₂^--、NO、ONOOH等短寿命粒子。这些液相活性粒子在应用中发挥着不同的作用。

等离子体活化水相比于直接等离子体处理更加温和，通过水为介质避免了带电粒子、紫外线和电子等特定物质对脆弱的污染表面造成的直接等离子体损伤，同时它是以液体形式存在，使用更加方便灵活。它可以直接利用空气作为工作气体，蒸馏水作为活化液体产生，成本低廉，不会产生二次污染而在食品工业中有着广阔的应用前景。

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