陈紫蒙， 马天鹏， 赵 琼， 钟方川

(东华大学 理学院， 上海 201620)

介质阻挡放电(DBD)是一种典型的常压低温等离子体产生方式[1]。由于可以在近室温的条件下产生大量的活性粒子，不需要昂贵并且操作缓慢的抽真空设备。近年来，介质阻挡放电在表面处理[2-4]、材料蚀刻[5]、臭氧生成[6]、水和废气处理[7-10]等领域得到了广泛的应用。其中当放电气体为空气时，DBD在处理低浓度大气污染物的应用上表现出比传统方法更好的能源效率与处理效果。DBD通常有正弦电压驱动和脉冲电压驱动两种驱动方式，其中正弦DBD由于电源经济易维护，在应用中更具吸引力。尽管目前已有很多学者对空气放电进行了数值模拟研究，但这些研究大部分针对脉冲DBD，与脉冲DBD较短的外加电压时间确定的电流峰时间点相比，正弦DBD外加电压时间长并且电流峰出现的时间点不确定，模拟所需要的计算时间更长并且需要实时监控电流，因此对正弦DBD的模拟较少，同时这些研究大多数采用化学反应动力学模型，并没有对产生活性粒子的重要反应过程进行自洽的模拟。为了使人们对正弦空气DBD放电过程有一个深入全面的了解，以增加对空气等离子体放电降解污染气体的理解，本文采用自洽一维流体模型对空气正弦DBD放电全过程进行模拟，给出了空气DBD放电的基本特性，以及等离子体中的电场、电子密度与电子温度的时空过程，并分析了放电过程中主要中性粒子和正负离子的产生机理。……