[发明专利]一种等离子体发生器及其等离子体产生方法

权利要求书

1.一种等离子体发生器，包括反应器腔体、多级催化隔板电极和电源，其特征在于：所述多级催化隔板电极垂直安装于反应器腔体内，相邻催化隔板电极之间具有一定距离，形成等离子体腔室；电源正极和电源负极以交错间隔方式与所述催化隔板电极连接，连接电源的相邻两个催化隔板电极与催化隔板电极之间的腔室共同形成放电腔室；气体沿着垂直于催化隔板电极的方向导入以及导出所述反应器腔体；所述催化隔板电极包括有具有透气功能的电介质和电极，电极紧密安装在两边的电介质中间；所述电介质由光催化材料、或铁电催化材料、或光催化和铁电材料的混合物质组成；所述电极采用银材料、铜材料或者不锈钢材料制成；所述电极为具有透气功能的整体结构，且电极为丝网结构，其目数为10000目-10目。

2.根据权利要求1所述的等离子体发生器，其特征在于：所述光催化材料为TiO2、ZnO、CdS、WO3、Fe2O3、PbS、SnO2、ZnS、SrTiO3或SiO2；所述铁电催化材料为BaTiO3、CaTiO3、SrTiO3、PbTiO3、ZnTiO3、BaZrO3、PbZrO3或由前面任意两种或几种铁电催化材料组合形成的固溶体。

3.根据权利要求1所述的等离子体发生器，其特征在于：所述多级催化隔板电极至少设有三个。

4.根据权利要求1所述的等离子体发生器，其特征在于：所述催化隔板电极之间的间距为0.1-100mm。

5.根据权利要求1所述的等离子体发生器，其特征在于：所述电介质中的透气孔的孔径为1nm-5mm。

6.根据权利要求5所述的等离子体发生器，其特征在于：所述电介质的透气孔的孔径为50nm至1μm。

7.根据权利要求1所述的等离子体发生器，其特征在于：所述电源为正弦交流电源、余弦交流电源或者正脉冲电源，或者负脉冲电源，或者正负脉冲电源，或者由前述任意两种电源组成的耦合电源。

8.一种基于权利要求1所述的等离子体发生器的等离子体产生方法，其特征在于：按以下步骤进行，

1)放电气由垂直于催化隔板电极的方向从放电气进气腔室进入等离子体反应器；

2)放电气从催化隔板电极的透气孔内穿过，充满整个反应器腔体，并保持持续流通；

3)启动电源，相邻两个催化隔板电极间形成强电场，相邻两个放电腔室中的电场方向相反；

4)放电气中的微量电子在强电场作用加速并形成高能电子，高能电子撞击放电气体，形成电子雪崩，进而形成具有一定密度电子和一定密度活性粒子的等离子体；

5)放电气放电过程中产生大量的光辐射，催化隔板电极中的电介质在强光辐射、强电场和强电子场环境中充分活化，起到催化放电或者催化反应的作用以提高放电效率和物料气转化效率，降低等离子体反应器能耗；

6)上一级放电腔室中的等离子体进入下一级放电腔室中，在更低的放电电压下形成电子密度更高的等离子体；

7)放电尾气由垂直于催化隔板电极的方向从放电尾气出气腔室导出。