近年來，為了開發(fā)更加有效和低成本的廢氣凈化方法，研究人員進(jìn)行了大量的研究。研究發(fā)現(xiàn)，等離子體是除固體、液體、氣體之外的第四種物質(zhì)存在形態(tài)。20世紀(jì)80年代以來利用低溫等離子體廢氣處理設(shè)備治理環(huán)境污染成為國內(nèi)外的研究熱點(diǎn)，被譽(yù)為前景很好的廢氣治理技術(shù)之一。
單純的等離子體處理廢氣存在許多缺點(diǎn)，例如會產(chǎn)生一氧化碳、臭氧、氣溶膠顆粒等副產(chǎn)物，廢氣分解不*，二次污染物多，而且去除效率低、能耗高，不適合工業(yè)應(yīng)用。
研究表明等離子體不僅能夠代替紫外光作為光催化劑的驅(qū)動源，而且能夠克服紫外光催化存在的許多缺點(diǎn)。而在低溫等離子體中加入光催化劑能夠提高污染物的去除效率，大大降低能耗和副產(chǎn)物的產(chǎn)生。
低溫等離子體廢氣處理設(shè)備集成了低溫等離子體和光催化的優(yōu)勢，兩者相互協(xié)同，優(yōu)勢互補(bǔ)，而且充分利用了等離子體場中產(chǎn)生的紫外光，是一種非常高效、節(jié)能的降解有機(jī)廢氣的方法。
低溫等離子體在降解過程中主要有以下幾個步驟：
(1)高能電子的作用下產(chǎn)生氧化性*的自由基O、OH、HO2;
(2)有機(jī)物分子受到高能電子碰撞，被激發(fā)及原子鍵斷裂形成小碎片基團(tuán)或原子
(3)O、OH、HO2與激發(fā)原子有機(jī)物分子、破碎的分子基團(tuán)、自由基等一系列自由基反應(yīng)。
等離子體中的離子、電子、激發(fā)態(tài)原子、分子及自由基都是極活潑的反應(yīng)性物種，使通常條件下難以進(jìn)行或速度很慢的反應(yīng)變得快速，它們再進(jìn)一步與污染物分子、離子反應(yīng)，從而使污染物得到降解，尤其有利于難降解污染物的處理。另外，由于活性離子和自由基氣體放電時一些高能激發(fā)粒子向下躍遷能產(chǎn)生紫外光線，當(dāng)光子或電子的能量大于半導(dǎo)體禁帶寬度時，就會激發(fā)半導(dǎo)體內(nèi)的電子，使電子從價帶躍遷至導(dǎo)帶，形成具有很強(qiáng)活性的電子空穴對，并進(jìn)一步誘導(dǎo)一系列氧化還原反應(yīng)的進(jìn)行。
