张 婧

(中国石化青岛安全工程研究院化学品安全控制国家重点实验室，山东青岛 266104)

0 前言

等离子体是由带电粒子(正离子、负离子、电子)、光子、中性粒子(原子、分子、自由基和活性基团)组成的宏观呈电中性的电离态气体。与物质通常的3种状态(固、液、气)相比，等离子体无论在组成还是在性质上，均有本质的差别。因此，等离子体也被称为物质的第四态。等离子体包含大量活性粒子，如高能电子、离子、自由基、激发态的气体原子和分子以及光子等，其能量可通过辐射、中性粒子流和离子流的碰撞等作用于材料表面，这些粒子与材料表面发生诸如刻蚀和清洁、氧化、接枝、活化、聚合等相互作用，以此改善材料的表面特性，如表面粗糙化、表面清洁、表面化学基团引入和表面亲水性调变等。另外，等离子体还可作用于材料内部，等离子体处理可以有效地控制催化材料的尺寸和结构，因此，等离子体作为一种催化剂制备工艺，自20世纪90年代起受到越来越多研究人员的关注，目前已经被成功用于催化剂的还原、氧化、掺杂、刻蚀、合成、表面处理和净化等方面。

1 等离子体在材料领域的应用

1.1 材料的表面处理

M.A.Montes-Morán等人研究发现经等离子体处理后碳纤维表面变得更加粗糙，同时会产生微观球状结构。Li等使用氧等离子体处理碳纤维表面时发现，随着氧等离子体放电功率的增加，碳纤维表面粗糙度显著增加。Li等在采用空气等离子体处理壳聚糖薄膜时也观察到了类似的现象,见图1，随着辉光放电等离子体注入功率的增加，光滑的薄膜表面逐渐出现凸起，并最终形成断层，其主因是经过高功率辉光放电处理后，薄膜分子链断裂形成了低分子量的有机物分子。……