介质阻挡放电DBD-PPT课件

介质阻挡放电介质阻挡放电(Dielectric Barrier Discharge，DBD)是有绝缘介质插入放电空间的一种非平衡态气体放电又称介质阻挡电晕放电[1]或无声放电。

介质阻挡放电能够在高气压和很宽的频率范围内工作，通常的工作气压为10～10000。

电源频率可从50Hz至1MHz。

电极结构的设计形式多种多样。

在两个放电电极之间充满某种工作气体,并将其中一个或两个电极用绝缘介质覆盖,也可以将介质直接悬挂在放电空间或采用颗粒状的介质填充其中，当两电极间施加足够高的交流电压时，电极间的气体会被击穿而产生放电，即产生了介质阻挡放电。

在实际应用中，管线式的电极结构被广泛的应用于各种化学反应器中，而平板式电极结构则被广泛的应用于工业中的高分子和金属薄膜及板材的改性、接枝、表面张力的提高、清洗和亲水改性中。

介质阻挡放电通常是由正弦波型(sinusoidal)的交流(alternating current, AC)高压电源驱动，随着供给电压的升高，系统中反应气体的状态会经历三个阶段的变化，即会由绝缘状态(insulation)逐渐至放电(breakdown)最后发生击穿。

当供给的电压比较低时，虽然有些气体会有一些电离和游离扩散，但因含量太少电流太小，不足以使反应区内的气体出现等离子体反应，此时的电流为零。

随着供给电压的逐渐提高，反应区域中的电子也随之增加，但未达到反应气体的击穿电压(breakdown voltage; avalanche voltage)时，两电极间的电场比较低无法提供电子足够的能量使气体分子进行非弹性碰撞，缺乏非弹性碰撞的结果导致电子数不能大量增加，因此，反应气体仍然为绝缘状态，无法产生放电，此时的电流随着电极施加的电压提高而略有增加，但几乎为零。

若继续提高供给电压，当两电极间的电场大到足够使气体分子进行非弹性碰撞时，气体将因为离子化的非弹性碰撞而大量增加，当空间中的电子密度高于一临界值时及帕邢(Paschen)击穿电压时，便产生许多微放电丝(microdischarge)导通在两极之间，同时系统中可明显观察到发光(luminous)的现象此时，电流会随着施加的电压提高而迅速增加。

dbd介质电阻放电臭氧一、介绍DBD（Dielectric Barrier Discharge）介质电阻放电是指在两个电极之间加上一个绝缘层，使得电极之间的气体只能通过绝缘层上的微小孔洞进行放电。

这种放电方式具有低能耗、高效率和环保等特点，被广泛应用于臭氧发生器、空气净化器、水处理和医疗等领域。

二、DBD介质DBD介质通常采用陶瓷、玻璃等材料制成，具有良好的耐高温、耐腐蚀性能和较高的绝缘强度。

常用的材料有氧化铝陶瓷、硅酸盐玻璃等。

三、DBD放电原理当两个电极之间施加高压时，由于绝缘层上存在微小孔洞，导致局部气体被离子化形成等离子体。

随着电场作用力的增大，等离子体逐渐扩展并与对面的等离子体相遇形成互相抵消的边界层。

在这个过程中，由于局部气体被激发而产生了大量活性物质，如电子、正离子、负离子等。

这些活性物质在与空气中的氧分子结合时，可以形成臭氧等有害物质的分解产物，从而实现空气净化、水处理和医疗等应用。

四、DBD放电特点1. 低能耗：DBD放电所需的电压和电流较低，能够节约能源；2. 高效率：DBD放电所产生的活性物质具有高度反应性，可以快速分解空气中的有害物质；3. 环保：DBD放电不需要添加任何化学试剂，不会产生二次污染；4. 安全：DBD放电过程中没有明火和高温，不会引起火灾和爆炸。

五、臭氧臭氧是一种具有强氧化性的有害物质。

在自然界中，臭氧主要存在于大气层中，是一种保护地球生态环境的重要成分。

但是，在人类活动产生大量有机污染物时，臭氧就会变成一种污染源。

长期暴露在高浓度臭氧环境下会对人体健康造成危害。

六、DBD臭氧发生器DBD臭氧发生器是利用DBD放电技术制造的一种空气净化设备。

它通过将空气中的氧分子转化为臭氧，从而达到净化空气的目的。

DBD臭氧发生器具有高效、环保、安全等特点，被广泛应用于工业废气处理、室内空气净化和水处理等领域。

七、DBD臭氧发生器优点1. 高效：DBD臭氧发生器可以快速分解有害物质，净化空气效果显著；2. 环保：DBD臭氧发生器不需要添加任何化学试剂，不会产生二次污染；3. 安全：DBD臭氧发生器过程中没有明火和高温，不会引起火灾和爆炸；4. 维护成本低：DBD臭氧发生器无需更换滤网等耗材，维护成本低廉。

介阻挡放电dbd等离子体质介阻挡放电（Dielectric Barrier Discharge，简称DBD）等离子体是一种通过在介质中引入电场，产生非热等离子体的技术。

DBD等离子体在材料科学中具有广泛的应用，包括表面改性、材料合成、光催化等方面。

本文将深入探讨DBD等离子体的基本原理、特性及其在材料科学中的应用。

一、DBD等离子体的基本原理电场作用：DBD等离子体是通过在介质中施加交变电场来产生的。

介质可以是气体、液体或固体，当介质处于电场中时，电子被加速并与原子、分子碰撞，形成等离子体。

介质屏障：DBD中的介质通常被设计成一个屏障，以防止气体放电在整个空间中扩散。

这种屏障可以是绝缘体、氧化物薄膜等，通过合理设计可以控制放电的形态和位置。

非热等离子体：与热等离子体不同，DBD等离子体通常是非热等离子体，即在产生等离子体的过程中，温度升高较小。

这使得DBD等离子体在许多材料处理过程中更为适用，尤其是对于对温度敏感的材料。

二、DBD等离子体的特性选择性激发：DBD等离子体可以实现对特定化合物的选择性激发。

通过合理选择介质和施加电场条件，可以实现对特定分子的激发，有助于实现一些特殊材料的合成和改性。

低温等离子体：由于DBD等离子体通常是非热等离子体，产生的温升相对较小，使其适用于对温度敏感的材料。

这也为材料表面处理提供了更多的选择。

局部处理：DBD等离子体产生的放电可以被定向和局部化，这为在材料表面进行局部处理提供了便利。

可以通过控制电场和介质屏障来实现对特定区域的处理。

三、DBD等离子体在材料科学中的应用表面改性：DBD等离子体广泛用于材料表面改性，包括表面活性改善、功能化处理等。

通过调控等离子体对表面的影响，改善了材料的性能和功能。

材料合成：DBD等离子体被应用于一些新材料的合成过程，例如纳米颗粒、薄膜等。

通过控制等离子体条件，可以实现对材料结构的精确调控。

光催化：DBD等离子体在光催化领域有着重要的应用。

DBD介质电阻放电臭氧1. 引言DBD（Dielectric Barrier Discharge）介质电阻放电是一种重要的非热等离子体发生方式，其在气体中产生的臭氧具有广泛的应用。

本文将详细介绍DBD介质电阻放电及其与臭氧产生之间的关系。

2. DBD介质电阻放电原理DBD介质电阻放电是指在两个不同的金属板之间，通过一个绝缘层（即介质）形成的等离子体放电现象。

当施加高压交流电源时，金属板上会形成正、负极性区域，并在介质中形成一个等离子体通道。

当交流周期改变时，等离子体通道会在金属板上来回移动，这种移动过程被称为“微波运动”。

微波运动导致了局部高强度场和高频场的产生，从而激发了大量自由基和激发态粒子。

3. DBD介质电阻放电臭氧生成机制DBD介质电阻放电臭氧生成主要通过以下几个步骤：3.1 氮氧化物的生成在DBD介质电阻放电过程中，氮气和氧气会发生反应，生成一系列的氮氧化物。

这些氮氧化物包括一氧化氮（NO）、二氧化氮（NO2）等。

3.2 臭氧的产生通过反应生成的一氧化氮和二氧化氮会进一步参与臭氧的产生。

臭氧（O3）是由三个原子的氧分子组成，它在大多数情况下存在于地球大气层中，但也可以通过DBD 介质电阻放电产生。

3.3 臭氧浓度的调节DBD介质电阻放电过程中，臭氧浓度可以通过调节放电参数来控制。

例如，调节施加高压交流电源的频率、幅值和波形等参数可以实现对臭氧浓度的调节。

4. DBD介质电阻放电臭氧应用DBD介质电阻放电臭氧具有广泛的应用领域：4.1 空气净化由于臭氧具有较强的杀菌、消毒和除臭作用，因此可以用于空调、净化器等设备中进行空间净化，去除空气中的有害物质和异味。

4.2 水处理臭氧可以应用于水处理过程中，用于杀灭水中的细菌、病毒和其他微生物。

此外，臭氧也可以去除水中的有机污染物和异味。

4.3 医疗领域臭氧在医疗领域有广泛的应用，例如治疗慢性伤口、湿疹和其他皮肤问题。

臭氧还可用于灭菌设备、医疗器械清洁等方面。

dbd介质阻挡放电特点DBD (Dielectric Barrier Discharge)是一种非平衡气体放电现象，它在介质中形成的电弧与气体放电有很大不同。

DBD介质阻挡放电具有以下特点：1. 高电化学活性：DBD介质阻挡放电能够在较低电压下形成放电现象，具有相对较高的电化学活性。

这是由于DBD介质阻挡放电所需的电子能量较低，使得放电能够在较低电场下发生。

相比之下，传统的气体放电需要较高的电压才能产生放电，电化学活性较低。

2. 较低的电压和电流：DBD介质阻挡放电的启动电压通常在几千伏特至数万伏特之间，而放电电流在几微安到几毫安之间。

相比之下，传统的气体放电通常需要几十千伏特以上的电压，并产生较大的电流。

DBD介质阻挡放电的较低电压和电流使得其在工业和实验室应用中更为安全和易于控制。

3. 高效能：由于DBD介质阻挡放电较低的电压和电流，其能量损耗较小，放电效率较高。

在空气清洁技术中，DBD介质阻挡放电可以用于去除空气中的有害物质，例如甲醛、苯、氨等。

由于放电效率高，使用DBD介质阻挡放电进行空气净化能够降低电能消耗并提高能源利用效率。

4. 可控性和稳定性：DBD介质阻挡放电具有良好的可控性和稳定性。

它能够通过调节电压、电流和频率来调控放电形式、放电强度和放电区域。

这种可控性使得DBD介质阻挡放电在实际应用中具有一定的灵活性，并且能够满足特定环境和工艺的要求。

5. 广泛的应用领域：DBD介质阻挡放电的特性决定了它在许多领域的应用潜力。

除了空气净化，DBD介质阻挡放电还可以应用于臭氧发生器、氮氧化物净化、设备表面清洁、生物医学等领域。

其广泛的应用前景使得该技术备受关注和研究。

总之，DBD介质阻挡放电作为一种非平衡气体放电现象，具有高电化学活性、较低的电压和电流、高效能、可控性和稳定性等特点。

这些特点使得DBD介质阻挡放电在许多领域具有广泛的应用潜力，从而吸引了众多科研人员和工程师的关注和研究。

随着对DBD介质阻挡放电机理和特性的研究不断深入，相信DBD介质阻挡放电技术将在未来发展中发挥越来越重要的作用。

dbd介质阻挡放电特点
DBD（Dielectric Barrier Discharge，介质阻挡放电）是一种在两个电极之间的介质中发生的非平衡等离子体放电现象。

以下是DBD放电的特点：
1. 高压激励：DBD放电通常需要较高的电压才能启动，一般在几千伏至数十千伏的范围内。

2. 非热等离子体：DBD放电产生的等离子体温度相对较低，通常在室温附近，因此被称为非热等离子体。

这使得DBD放电可以应用于对敏感材料和生物组织的处理。

3. 空气介质：DBD放电最常用的介质是空气，但也可以使用其他气体或液体作为介质。

空气介质具有广泛的应用领域，如空气净化、杀菌消毒等。

4. 低电流：DBD放电时，电流通常较低，一般在微安至毫安的范围内。

这种低电流特性使得DBD放电具有较低的能耗。

5. 非连续放电：DBD放电是一种非连续的放电形式，即电流在周期性的激励下产生脉冲放电。

这种脉冲放电特性使得DBD放电可以用于一些需要脉冲能量输入的应用。

6. 电晕放电：DBD放电属于电晕放电的一种形式，即通过介质中的电晕区域进行电荷传输和等离子体产生。

这种电晕放电特点使得DBD放电具有较高的电荷密度和较强的局部化效应。

综上所述，DBD放电具有高压激励、非热等离子体、空气介质、低电流、非连续放电和电晕放电等特点。

这些特点使得DBD放电在许多领域有着广泛的应用潜力。

1。

介电常数与dbd放电摘要：1.介电常数的定义和性质2.DBD 放电的基本原理3.介电常数与DBD 放电的关系4.介电常数对DBD 放电的影响5.结论正文：一、介电常数的定义和性质介电常数，又称电介质常数，是描述电介质在电场中极化程度的物理量。

它是无量纲常数，用符号ε表示。

当外加电场作用于电介质时，电介质内部的分子、原子或离子会发生极化现象，形成电偶极矩。

介电常数反映了电介质在电场作用下，电偶极矩的排列程度。

它的数值越大，表示电介质的极化能力越强。

二、DBD 放电的基本原理DBD（Dielectric Barrier Discharge，介质阻挡放电）是一种在两个电极之间建立的气体放电现象。

在这种放电模式中，一个电极被覆盖有一层介质，该介质具有较高的介电常数。

当外加电压达到一定值时，电介质中的气体会发生放电，形成电子、离子和自由基等活性物质。

DBD 放电具有低温等离子体特性，可以在低温下进行表面处理、环境保护等领域的应用。

三、介电常数与DBD 放电的关系介电常数是影响DBD 放电的一个重要因素。

在DBD 放电过程中，电介质的介电常数决定了电场分布和极化程度。

当介电常数较大时，电场分布更加集中，有利于电子和离子的加速和碰撞，从而提高放电的电流和能量。

另一方面，较大的介电常数可以降低放电的电压阈值，使得放电容易发生。

四、介电常数对DBD 放电的影响介电常数对DBD 放电具有显著的影响。

首先，介电常数影响电介质的极化程度。

当介电常数较大时，电介质的极化程度更高，有利于电子和离子的加速和碰撞，从而提高放电的电流和能量。

其次，介电常数影响放电的电压阈值。

当介电常数较大时，放电的电压阈值降低，使得放电容易发生。

最后，介电常数还会影响放电的稳定性。

当介电常数较小时，放电容易发生不稳定现象，如脉冲式放电和振荡放电。

五、结论介电常数是影响DBD 放电的重要因素。

它决定了电场分布和极化程度，影响放电的电流、能量和稳定性。

DBD低温等离子体废气处理技术■技术简介DBD等离子体工业废气处理技术是派力迪公司由复旦大学引进吸收，已研制出标准化废气治理设备，该设备采用双介质阻挡放电(Dielectric Barrier Discharge，简称DBD)技术产生低温等离子体，利用所产生的高能电子、自由基等活性粒子激活、电离、裂解工业废气中的各组成份，使之发生分解，氧化等一些列复杂的化学反应，再经过多级净化，从而消除各种污染源排放的异味、臭味污染物，使有毒有害气体达到低毒化、无毒化，保护人类生存环境。

DBD等离子体工业废气处理技术作为一种新的环境污染治理技术，由于其对污染物分子的高效分解且处理能耗低等特点，为工业废气的处理开辟了一条新的思路。

该技术的应用，具有现代化工业生产里程碑的意义，领先于世界先进水平，属于真正的中国创造。

■技术作用原理低温等离子体是继固态、液态、气态之后的物质第四态，当外加电压达到气体的放电电压时，气体被击穿，产生包括电子、各种离子、原子和自由基在内的混合体。

放电过程中虽然电子温度很高，但重粒子温度很低，整个体系呈现低温状态，所以称为低温等离子体。

低温等离子体降解污染物是利用这些高能电子、自由基等活性粒子和废气中的污染物作用，使污染物分子在极短的时间内发生分解，并发生后续的各种反应以达到降解污染物的目的。

DBD等离子体反应区富含极高的物质，如高能电子、离子、自由基和激发态分子等，废气中的污染物质可与这些具有较高能量的物质发生反应，使污染物质在极短的时间内发生分解，并发生后续的各种反应以达到讲解污染物的目的。

与传统的电晕放电形势产生的低温等离子技术相比较，DBD等离子体技术放电量是电晕放电的50倍，放电密度是电晕放电的130倍。

所以,传统低温等离子体技术只能用于室内空气异味治理,与其他低温等离子体技术相比较，DBD等离子体技术是唯一用于工业化工艺废气治理的技术。

图为DBD等离子体双介质阻挡放电示意图图为DBD等离子体放电管■等离子体去除污染物的基本过程过程一：高能电子的直接轰击过程二：O原子或臭氧的氧化O2+e→2O过程三：OH自由基的氧化H2O+e→OH+HH2O+O→2OHH+O2→OH+O过程四：分子碎片+氧气的反应■技术特点DBD等离子体工业废气处理成套设备拥有独立自主知识产权，历经15年，并申请十余项国家发明专利，在工业化应用方面，处于世界先进水平，属于真正的中国制造。

低温等离子体技术简介（介质阻挡放电)所谓等离子体是继固体、气体、液体三态后,列为物质的第四态，由正离子、负离子、电子和中性离子组成,因体系中正负电荷总数相等，故称为“等离子体"。

等离子体按粒子温度可分为平衡态（电子温度=离子温度）与非平衡态（电子温度>〉离子温度）两类。

非平衡态等离子体电子温度可上万度，离子及中性离子可低至室温，即体系表观温度仍很低，故称“低温等离子体”，一般由气体放电产生。

气体放电有多种形式,其中工业上使用的主要是电晕放电（在去除废气中的油尘上应用已相当成熟）和介质阻挡放电（用于废气中难降解物质的去除)两种。

低温等离子体技术是近年发展起来的废气处理新技术，低温等离子体处理废气的原理为：当外加电压达到气体的放电电压时，气体被击穿，产生包括电子、各种离子、原子和自由基在内的混合体。

低温等离子体降解污染物是利用这些高能电子、自由基等活性粒子和废气中的污染物作用，使污染物分子在极短的时间内发生分解，以达到降解污染物的目的。

低温等离子体的产生途径很多,我们使用的低温等离子体工业废气处理技术采用的放电形式为双介质阻挡放电(Dielectric Barrier Discharge，简称DBD）。

装置示意图如图1所示。

图1 介质阻挡放电示意图DBD放电净化设备优点:介质阻挡放电是一种获得高气压下低温等离子体的放电方法，由于电极不直接与放电气体发生接触，从而避免了电极的腐蚀问题.介质阻挡放电等离子体技术具有以下优点:①介质阻挡放电产生的低温等离子体中，电子能量高,几乎可以和所有的气体分子作用。

②反应快，不受气速限制。

③电极与废气不直接接触，不存在设备腐蚀问题。

④只需用电，操作极为简单，无需专人员看守，基本不占用人工费.⑤设备启动、停止十分迅速，随用随开,不受气温的影响。

⑥气阻小,适用于高流速，大风量的废气处理。

⑦工艺已相对成熟.低温等离子体技术(介质阻挡放电)净化原理为：在外加电场的作用下,介质放电产生的大量携能电子轰击污染物分子，使其电离、解离和激发，然后便引发了一系列复杂的物理、化学反应，使复杂大分子污染物转变为简单小分子安全物质，或使有毒有害物质转变为无毒无害或低毒低害物质，从而使污染物异味得以降解去除。

介质阻挡放电及其应用
介质阻挡放电（DBD）是一种常见的不稳定等离子体现象，也称
为电晕放电。

当高电压施加到介质上时，介质表面会产生电晕现象，
这是一种与导电电极间距离无关的放电现象。

该现象的原理是电场在
高压下导致气体分子碰撞电离，进而产生电离态气体。

DBD广泛应用于气体传感器、空气净化、表面处理等领域。

在气体传感器中，DBD被用于检测空气中的有害气体，如氨气、
二氧化碳等。

传感器使用薄膜作为介质，在电极间施加交流电压，产
生DBD。

当有害气体进入传感器时，它们会与薄膜上的等离子体反应，产生电信号。

这种信号可以用于检测气体浓度，从而实现空气污染监测。

DBD还被广泛应用于空气净化。

在此应用中，介质通常是多层的，电极和介质交替排列。

空气被引导通过多层介质，等离子体沿着介质
表面扩散，进而有效地去除空气中的污染物。

这种技术被广泛应用于
医院、工业车间等场所的空气净化。

最后，DBD还可以用于表面处理。

在此应用中，DBD通过激发表
面的反应物，从而实现表面改性，如表面涂层、表面清洁等。

由于DBD 的高度选择性和可控性，该技术被广泛应用于微电子、生物学等领域。

虽然DBD已经得到了广泛的研究和应用，但是其稳定性和可靠性还需
要进一步的提高和改进。