第4章　辉光放电等离子体净化器

辉光放电是人工等离子体中最常见的一种放电形式，如常用光源荧光灯、空心阴极光谱灯等。低气压辉光放电等离子体已经取得较好研究并已广泛应用于材料加工（沉积、刻蚀和表面改性）等领域。辉光放电有着较好的均匀性，产生时所需的能量面密度较小（小于几瓦/平方厘米），而且辉光放电维持在电离态时的能量效率高。早在1933年就报道了用裸露电极在空气或氢气中产生大气压下的直流和射频辉光放电。然而这种放电并不稳定，容易发生向弧的转变，需要冷却阴极，而且开始放电时气压必须首先由真空逐渐升压至大气压。1988年报道了一种大气压下惰性气体中产生的稳定辉光放电，1989年，利用辉光放电装置进行了大气压辉光放电等离子体用于膜表面氟化、薄膜沉积和乙烯聚合的研究。直流辉光等离子体源首次在1993年提出，通过使用一种快速气流在（负）电晕电极结构中获得均匀的辉光放电，并且成功地将该类等离子体源用于去除烟气中的SO2和NOx。1996年，大气压辉光放电可用于生物消毒。

各种类型的大气压直流或交流辉光放电作为非热等离子体源在过去的几年里受到极大的关注。这些包括微空心阴极放电、带有一个或两个由水覆盖的电极放电、多脉冲辉光放电、低电流直流辉光放电和在两个金属电极间的简单直流辉光放电。现今使用最多的是大气压空气等离子体源的直流辉光放电降解VOCs。高压辉光放电（HPGD）在之前属于主流，它没有使用电介质层，尽管如此也无法与近年广泛研究的大气压辉光放电（APGD）同等对待。直流辉光放电具有的优势为：它能够产生相当均匀的大体积等离子体。此外，直流操作较易控制电流和等离子体属性，使其能适应各种应用；空气作为载气填充整个流动截面有利于稳定放电的扩散。然而，操作过程中需要避免辉光向电晕和电弧的跃迁。本章在这些辉光放电的基础上将相应反应器分为针板型、微空心阴极和毛细管型三类，并做出详细的讨论。