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随着我国经济快速发展,加剧能源消耗,产生环境污染越来越严重。水环境污染、烟气污染、土壤污染等都是亟待解决的问题。近年来,快速发展的低温等离子体技术应用广泛,在环境、生物、化工等各行业都展现出较大优势。介质阻挡放电(Dielectric Barrier Discharge,DBD)是目前应用较广泛的一种技术。氧气为原料气体的介质阻挡强电离放电等离子体源能够产生高浓度、高产量的臭氧为主的氧等离子体,具有强氧化电位及高反应速率特性,能有效、快速地降解难降解有机污染物。本文利用介质阻挡放电原理设计等离子体源,并通过改进电介质层材料与加工工艺实现窄间隙介质阻挡强电离放电。使用拍摄放电图像、计算放电功率、分析电流电压波形以及测量生成臭氧浓度等方法,验证了窄间隙结构是形成强电离介质阻挡放电关键。文章还考察了等离子体源生成高浓度臭氧影响因素,并在放电间隙0.1 mm、输入功率400 W、放电频率8 kHz、气体流量0.66 L/min、等离子体反应腔内压力0.15 MPa条件下臭氧浓度达到最高327 g/Nm3,每消耗kWh电能产生32.4 g臭氧。为了研究窄间隙介质阻挡放电等离子体源在污水治理方面应用,选用难降解有机物质磺胺嘧啶作为目标污染物,探究不同参数对其降解效率的影响。当等离子体源输入功率为110 W、臭氧气体积流量为0.4 L/min、水管路压力为0.15 MPa、磺胺嘧啶溶液降解率可在0.89 s内达到100%。化学需氧量COD(Chemical Oxygen Demand)与总有机碳TOC(Total Organic Carbon)降解率分别达到76%和38%。因此,窄间隙介质阻挡放电等离子体源在环境污染治理领域有广泛应用前景。