等離子體就是處于電離狀態(tài)的氣體，其英文名稱(chēng)是plasma，它是由美國科學(xué) muir，于1927年在研究低氣壓下汞蒸氣中放電現象時(shí)命名的。等離子體由大量的子、中性原子、激發(fā)態(tài)原子、光子和自由基等組成，但電子和正離子的電荷數必須體表現出電中性，這就是“等離子體”的含義。等離子體具有導電和受電磁影響的許多方面與固體、液體和氣體不同，因此又有人把它稱(chēng)為物質(zhì)的第四種狀態(tài)。根據狀態(tài)、溫度和離子密度，等離子體通常可以分為高溫等離子體和低溫等離子體（包子體和冷等離子體）。其中高溫等離子體的電離度接近1，各種粒子溫度幾乎相同系處于熱力學(xué)平衡狀態(tài)，它主要應用在受控熱核反應研究方面。而低溫等離子體則學(xué)非平衡狀態(tài)，各種粒子溫度并不相同。其中電子溫度( Te)≥離子溫度(Ti)，可達104K以上，而其離子和中性粒子的溫度卻可低到300～500K。一般氣體放電子體屬于低溫等離子體。
截至2013年，對低溫等離子體的作用機理研究認為是粒子非彈性碰撞的結果。低溫等離富含電子、離子、自由基和激發(fā)態(tài)分子，其中高能電子與氣體分子（原子）發(fā)生撞，將能量轉換成基態(tài)分子（原子）的內能，發(fā)生激發(fā)、離解和電離等一系列過(guò)秸處于活化狀態(tài)。一方面打開(kāi)了氣體分子鍵，生成一些單分子和固體微粒；另一力生．OH、H2O2．等自由基和氧化性極強的O3，在這一過(guò)程中高能電子起決定性作用，離子的熱運動(dòng)只有副作用。常壓下，氣體放電產(chǎn)生的高度非平衡等離子體中電子溫層氏度）遠高于氣體溫度（室溫100℃左右）。在非平衡等離子體中可能發(fā)生各種類(lèi)型的化學(xué)反應，主要決定于電子的平均能量、電子密度、氣體溫度、有害氣體分子濃度和≥氣體成分。這為一些需要很大活化能的反應如大氣中難降解污染物的去除提供了另外也可以對低濃度、高流速、大風(fēng)量的含揮發(fā)性有機污染物和含硫類(lèi)污染物等進(jìn)行處理。
常見(jiàn)的產(chǎn)生等離子體的方法是氣體放電，所謂氣體放電是指通過(guò)某種機制使一電子從氣體原子或分子中電離出來(lái)，形成的氣體媒質(zhì)稱(chēng)為電離氣體，如果電離氣由外電場(chǎng)產(chǎn)生并形成傳導電流，這種現象稱(chēng)為氣體放電。根據放電產(chǎn)生的機理、氣體的壓j源性質(zhì)以及電極的幾何形狀、氣體放電等離子體主要分為以下幾種形式：①輝光放電；③介質(zhì)阻擋放電；④射頻放電；⑤微波放電。無(wú)論哪一種形式產(chǎn)生的等離子體，都需要高壓放電。容易打火產(chǎn)生危險。由于對諸如氣態(tài)污染物的治理，一般要求在常壓下進(jìn)行。
5、光催化和生物凈化設備
光催化是常溫深度反應技術(shù)。光催化氧化可在室溫下將水、空氣和土壤中有機污染物完全氧化成無(wú)毒無(wú)害的產(chǎn)物，而傳統的高溫焚燒技術(shù)則需要在極高的溫度下才可將污染物摧毀，即使用常規的催化、氧化方法亦需要幾百度的高溫。
從理論上講，只要半導體吸收的光能不小于其帶隙能，就足以激發(fā)產(chǎn)生電子和空穴，該半導體就有可能用作光催化劑。常見(jiàn)的單一化合物光催化劑多為金屬氧化物或硫化物，如 Ti0。、Zn0、ZnS、CdS及PbS等。這些催化劑各自對特定反應有突出優(yōu)點(diǎn)，具體研究中可根據需要選用，如CdS半導體帶隙能較小，跟太陽(yáng)光譜中的近紫外光段有較好的匹配性能，可以很好地利用自然光能，但它容易發(fā)生光腐蝕，使用壽命有限。相對而言，Ti02的綜合性能較好，是最廣泛使用和研究的單一化合物光催化劑。