本發(fā)明涉及電氣裝備技術領域，具體涉及一種等離子體發(fā)生器及其等離子體的產生方法。

背景技術：

介質阻擋放電是產生冷等離子體最簡單的方法。介質阻擋放電是一種非平衡放電，其在位于電極之間的放電空間內插入絕緣介質，可以在較廣的氣壓范圍和較寬的頻域內工作。

氣體放電以后，在放電空間會產生一定密度的電子和不同頻率的光輻射，當冷等離子體與催化劑協(xié)同作用時，尤其是與光催化劑或電催化劑協(xié)同作用時，會極大的提高能量利用效率，降低氣體擊穿電壓，同時也會進一步促進反應物的轉化。但是，目前通用的圓筒型介質阻擋反應器和平板型介質阻擋反應器均存在光輻射能量和電子能量利用率低，以及放大性差的問題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種可以充分利用光輻射能量和電子能量，以及可放大性好的等離子體發(fā)生器及其等離子體產生方法。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下技術方案：一種等離子體發(fā)生器，包括反應器腔體、多級催化隔板電極和電源，其特征在于：所述多級催化隔板電極垂直安裝于反應器腔體內，相鄰催化隔板電極之間具有一定距離，形成等離子體腔室；電源正極和電源負極以交錯間隔方式與所述催化隔板電極連接，連接電源的相鄰兩個催化隔板電極與催化隔板電極之間的腔室共同形成放電腔室；氣體沿著垂直于催化隔板電極的方向導入以及導出所述反應器腔體；所述催化隔板電極包括有具有透氣功能的電介質和電極，電極緊密安裝在兩邊的電介質中間；所述電介質由光催化材料、或鐵電催化材料、或光催化和鐵電材料的混合物質組成。

進一步地，所述光催化材料為tio2、zno、cds、wo3、fe2o3、pbs、sno2、zns、srtio3或sio2；所述鐵電催化材料為batio3、catio3、srtio3、pbtio3、zntio3、bazro3、pbzro3或由前面任意兩種或幾種鐵電催化材料組合形成的固溶體。

優(yōu)選地，所述多級催化隔板電極至少設有三個，可為奇數(shù)個(如2n+1個，其中n≥1)，也可為偶數(shù)個(如2n個，其中n≥2)。

優(yōu)選地，所述催化隔板電極之間的間距為0.1-100mm，較佳間距為1-50mm，而最佳間距為1-10mm。

優(yōu)選地，所述電介質中的透氣孔的孔徑為1nm-5mm，較佳為50nm至500μm。

最佳地，電介質的透氣孔的孔徑為50nm至1μm。

優(yōu)選地，所述電極采用銀材料、銅材料或者不銹鋼材料制成。

優(yōu)選地，所述電極為具有透氣功能的整體結構，且電極為絲網(wǎng)結構，其目數(shù)為10000目-10目，較佳為5000目至100目，最佳為1000目至100目。

優(yōu)選地，所述電源為正弦交流電源、余弦交流電源或者正脈沖電源，或者負脈沖電源，或者正負脈沖電源，或者由前述任意兩種電源組成的耦合電源。

一種基于前述等離子體發(fā)生器的等離子體產生方法，其特征在于：按以下步驟進行，

1)放電氣由垂直于催化隔板電極的方向從放電氣進氣腔室進入等離子體反應器；

2)放電氣從催化隔板電極的透氣孔內穿過，充滿整個反應器腔體，并保持持續(xù)流通；

3)啟動電源，相鄰兩個催化隔板電極間形成強電場，相鄰兩個放電腔室中的電場方向相反；

4)放電氣中的微量電子在強電場作用加速并形成高能電子，高能電子撞擊放電氣體，形成電子雪崩，進而形成具有一定密度電子和一定密度活性粒子的等離子體；

5)放電氣放電過程中產生大量的光輻射，催化隔板電極中的電介質在強光輻射、強電場和強電子場環(huán)境中充分活化，起到催化放電或者催化反應的作用以提高放電效率和物料氣轉化效率，降低等離子體反應器能耗；

6)上一級放電腔室中的等離子體進入下一級放電腔室中，在更低的放電電壓下形成電子密度更高的等離子體；

7)放電尾氣由垂直于催化隔板電極的方向從放電尾氣出氣腔室導出。

本發(fā)明通過將多級催化隔板電極以交錯間隔方式與電源連接，且催化隔板電極采用具有透氣孔的電介質和電極制成，而電介質由光催化材料、鐵電催化材料或光催化和鐵電材料的混合物質組成，可以充分利用放電過程中產生的光輻射能量和電子能量，達到在較低放電電壓下產生高電子密度的等離子體。

附圖說明

圖1為等離子體發(fā)生器結構示意圖；

圖2為催化隔板電極結構示意圖；

圖3為放電腔室放電產生等離子體過程示意圖。

圖中，100為等離子體發(fā)生器，10為反應器腔體，20為放電氣進氣腔室，30為放電腔室，40為催化隔板電極，41為電介質，42為電極，50為放電尾氣出氣腔室，60為電源，61為電源負極，62為電源正極，70為等離子體。

具體實施方式

本實施例中，參照圖1、圖2和圖3，所述等離子體發(fā)生器100，包括反應器腔體10、多級催化隔板電極40和電源60，所述多級催化隔板電極40垂直安裝于反應器腔體10內，相鄰催化隔板電極40之間具有一定距離，形成等離子體腔室；電源正極62和電源負極61以交錯間隔方式與所述催化隔板電極40連接，連接電源的相鄰兩個催化隔板電極與催化隔板電極之間的腔室共同形成放電腔室30；氣體沿著垂直于催化隔板電極40的方向導入以及導出所述反應器腔體10；所述催化隔板電極40包括有具有透氣功能的電介質41和電極42，電極42緊密安裝在兩邊的電介質41中間；所述電介質41由光催化材料、或鐵電催化材料、或光催化和鐵電材料的混合物質組成。

所述光催化材料為tio2(或zno、cds、wo3、fe2o3、pbs、sno2、zns、srtio3、sio2)；所述鐵電催化材料為batio3(或catio3、srtio3、pbtio3、zntio3、bazro3、pbzro3或由前面任意兩種或幾種鐵電催化材料組合形成的固溶體)。

所述多級催化隔板電極40設有12個(至少設有三個，可為奇數(shù)個，如2n+1個，其中n≥1；也可為偶數(shù)個，如2n個，其中n≥2。

所述催化隔板電極40之間的間距為2mm，當然，0.1-100mm之間均可，較佳間距為1-50mm，而最佳間距為1-10mm。

所述電介質41中的透氣孔的孔徑為100nm，當然1nm-5mm之間均可，較佳為50nm至500μm，最佳為50nm至1μm。

所述電極42采用銀材料制成(銅材料或者不銹鋼材料亦可)。

所述電極42為具有透氣功能的整體結構，且電極為絲網(wǎng)結構，其目數(shù)為200目，當然，10000目-10目之間均可，較佳為5000目至100目，最佳為1000目至100目。

所述電源60為正弦交流電源(余弦交流電源或者正脈沖電源，或者負脈沖電源，或者正負脈沖電源，或者由前述任意兩種電源組成的耦合電源均可)。

一種基于前述等離子體發(fā)生器的等離子體產生方法，按以下步驟進行，

1)放電氣由垂直于催化隔板電極40的方向從放電氣進氣腔室20進入等離子體反應器100；

2)放電氣從催化隔板電極40的透氣孔內穿過，充滿整個反應器腔體10，并保持持續(xù)流通；

3)啟動電源60，相鄰兩個催化隔板電極40間形成強電場，相鄰兩個放電腔室30中的電場方向相反；

4)放電氣中的微量電子在強電場作用加速并形成高能電子，高能電子撞擊放電氣體，形成電子雪崩，進而形成具有一定密度電子和一定密度活性粒子的等離子體70；

5)放電氣放電過程中產生大量的光輻射，催化隔板電極40中的電介質41在強光輻射、強電場和強電子場環(huán)境中充分活化，起到催化放電或者催化反應的作用以提高放電效率和物料氣轉化效率，降低等離子體反應器100能耗；

6)上一級放電腔室中的等離子體進入下一級放電腔室中，在更低的放電電壓下形成電子密度更高的等離子體；

7)放電尾氣由垂直于催化隔板電極40方向從放電尾氣出氣腔室50導出。

以上已將本發(fā)明做一詳細說明，以上所述，僅為本發(fā)明之較佳實施例而已，當不能限定本發(fā)明實施范圍，即凡依本申請范圍所作均等變化與修飾，皆應仍屬本發(fā)明涵蓋范圍內。