CN101873886A - 表面等离子气体处理 - Google Patents

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卡蒂娅·阿莱格罗
奥利维·高特乐
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Abstract

本发明涉及一种气体处理装置,适用于在光触媒附近生成表面等离子体,其具有平面结构。光触媒以一薄层(4)的形式沉积于一电介质基板(3)上,并且至少一等离子供应电极(1,2)形成于光触媒薄层上。这种结构增强了等离子体和光触媒之间的相互作用。该装置可用于污染控制、气味消减或者杀菌处理类型的高效的气体处理。

Description

表面等离子气体处理
本发明涉及一表面等离子气体处理装置,包括至少一个该装置的设备以及制造该处理装置的方法。
防污染标准正在贯彻执行中,特别是在欧洲层面上,其执行更为严格。这些标准被强加于生产商们,他们必须将这些标准加入到新产品部件的设计中。当生活水准正在稳步增长时,这些标准也是人们对环境问题越来越忧虑的反应。然而,正在使用或即将使用的污染控制方法的能量消耗必须越少越好,特别是当要处理的废水中污染物的浓度低或非常低时。在这些情况下,污染控制方法必须越有效、污染物越被稀释越好。
根据是否使用等离子体,已在使用的污染控制方法可被划分为两类。
采用污染物的热裂解、催化反应、污染物的低温冷凝或吸附、或者那些采用生物过滤器的方法,不使用等离子体。它们主要采用将污染物氧化或俘获的技术。氧化技术,无论它们是纯热的(热裂解)和/或使用触媒(催化氧化),都需要将气体加热至数百度。它们主要对于高浓度的污染物有效。然而它们的能量消耗非常高,并且当待处理的污染物的浓度低时,成本会变得非常高。即使浓度很稀的污染物也有必要将它们去除,特别是当这些污染物毒性特别高或对环境特别有害时。俘获(或吸附)技术一般都需要昂贵的维护。并且,它们并不移除污染物,而仅仅通过将污染物固定于某一支撑物上从而将它们提取出来。当该支撑物饱和时,必须将它更换。然而该支撑物很难处理,因为其包含大量污染物。于是,该支撑物再处理的问题或当其不能再循环利用时将其在废物掩埋地进行存储或销毁的问题就随之产生。最后,生物过滤器含有能够消耗挥发性有机化合物的微生物。所述污染物被有效移除,然而生物过滤器自身是庞大的,而且需要复杂的维护以使微生物保持存活。
相比而言,采用等离子体的方法的能量消耗和维护成本都较低。尤其是,在大气压下使用等离子体与大量应用相兼容。尤其是,用所谓的冷等离子体消除多种污染物价格并不贵。但是它们常常产生有毒的化合物,具体而言,例如氮氧化物(NOx)、一氧化碳(CO)或其他挥发性有机化合物。
为了克服这些缺点,已经提出了将等离子体的使用与触媒的使用相结合的方法,使得能够更好地控制所使用的化学反应,并因此选择那些本身无毒或不是污染物的裂解产物。首先开发的是被称为“填充床反应器”的装置。它们包括一圆柱形的填充了催化材料珠子的反应器。然而它们体积庞大,而且当待处理的气流在反应器中循环时,会产生严重的压力损失。此外,它们的形状使之不适于串行或并行安置,特别是处理大量气流时。
另外,介质阻挡放电设备已经被开发出来。在这些设备中,位于放电电极之间的介电绝缘体会阻止电弧的出现。因此,和环形放电不同,不必为保持不变地供应冷等离子体而将电极设定为不对称的几何结构。然而,由于电介质上的电荷积累非常迅速并且破坏了产生于电极间的静电场,所以电源不能是直流电(DC)。因此,由存在于介质阻挡层的直流电压供电的等离子体被迅速排除。然而这些介质阻挡放电设备的优点很多:
-介质阻挡层提供了更强的安全性以及分布更均匀的等离子体;
-介质阻挡层可选择地包括一液体冷却电路;
-这种类型的反应器容易扩充,特别是为了获得适于工业应用的处理能力;以及
-可与在大气压下的操作相兼容。
出于这些原因,介质阻挡放电设备得到广泛应用。这些应用包括臭氧制造、表面处理、受激准分子灯管中的紫外辐射制造以及CO2激光器中的红外辐射制造。已为这些设备开发出了大量不同的几何形状,其取决于每个应用的特定特征。具体而言,为产生气流开发出称为“大气压下均匀辉光放电等离子体”(OAUGDP)的表面结构。被称为“沿面放电”的结构是最初为激光应用而开发的,但是它还被用于制造覆盖大面积的、稳定的、不出现电弧的等离子体。
最后,最近还开发出了多个将介质阻挡放电的使用和触媒的使用相结合的设备,所述触媒具体为光触媒。举一个此类设备的例子,该设备被具体设计用于裂解甲苯,其中包括穿过充满玻璃珠的圆柱体的一电极丝,玻璃珠以锐钛矿的形式覆盖着二氧化钛(TiO2)。
文档US2005/0118079描述了另一个此类设备,其适于产生表面放电并且其电极具有平面的构造。光触媒材料的珠子位于其中一个电极上,其暴露在待处理的气体中。然而,在电极和光触媒材料的这种构造中,由表面放电产生的等离子体仅部分地接触该光触媒材料。为此,该设备处理气流的效率是有限的。
本发明的一个目的是提出一种气体处理设备,例如用于消除气体中含有的污染物,其并不具有前述在先系统的缺点。
更具体地,本发明的目的是提出具有低制造成本的一气体处理设备,其在操作过程中能量消耗低,处理效率高,并兼容待处理的大量气体。
为此,本发明提出一气体处理装置,包括:
-具有相平行的活跃面和背面的电介质支持体;
-支持体的活跃面所承载的第一电极;
-支持体的背面所承载的第二电极,并且其沿着平行于支持体的方向相对于第一电极偏移;以及
-安置于支持体活跃面上的至少一部分光触媒,并且当所述光触媒接受辐射时,其能够激活对于气体的处理。
所述装置适于在支持体的活跃面上的一区域中形成表面等离子体,当这两个电极连接至电源的两端时,该区域从第一电极朝向第二电极扩展。所述等离子体还产生一由光触媒接收的辐射。
依据本发明,所述部分光触媒位于支持体活跃面的薄层,并且第一电极被安置于至少一部分该光触媒薄层上,位于在支持体对面的所述光触媒薄层的一侧。
在本发明的背景下,薄层意味着材料一部分的结构,其中该部分的厚度远远小于该部分的其他尺寸。使用沉积处理将该部分形成在一支持体上,在这种处理中,材料以气体、液体或甚至等离子体的形式放置于该支持体的一表面上。具体而言,这一薄层可由分子、原子、原子簇、一液态膜、小液滴等等构成,它们分别位于基板上。依据本发明处理装置的光触媒材料,这种薄层沉积处理的使用成本特别低,并使得以低成本价格生产该装置成为可能。
另外,依据本发明的处理装置可具有任意尺寸,可基于待处理的气体流速选择尺寸。具体而言,可以容易地制造出适用于工业应用的庞大的装置。可以容易地制造出构成处理装置的大尺寸的不同组件,包括该部分光触媒薄层。
使用依据本发明的装置所执行的气体处理将大气压下一冷表面等离子体的使用和一光触媒的使用相结合。表面等离子体形成激活该触媒的一稳定辐射源。该触媒又依次激活与之接触的污染物的转换。以这种方式执行的气体处理可以是气体的至少部分污染控制,具体是对刚开始就存在于气体中的挥发性有机化合物的控制、气体的气味消减、杀菌处理、或上述至少两种处理的组合。另外,考虑到处理装置的小型轻便,可以容易地安装在车间、住宅、车辆、飞机或潜艇中,具体而言,可集成于通风系统或空调系统中。最后,其适于在开放及封闭或狭窄的环境中执行对气体的处理。
本发明的处理装置具有非常高的处理效率。由于基板承载的光触媒薄层式的构造,该基板还承载着电极,光触媒与放电等离子体的接触区域很大。同时,光触媒还具有非常高的面容比。在这种情况下,等离子体和光触媒的交互作用得到了很大的提升。通过将第一电极放置于光触媒层之上,更加提升了这种交互。为此,第一电极的一个面向等离子体区域的边可安置于光触媒薄层上。因此,表面等离子体直接在光触媒层的表面产生,始于第一电极的该边。
另外,当光触媒薄层在第一电极和支持体之间是连续的时候,可非常容易地制造出本发明的处理装置。在这种情况下,第一电极形成于光触媒薄层上,之前不用将部分光触媒移除掉。
光触媒的这种使用方式具体能够将挥发性有机化合物有效地裂解,而不会生成有毒或污染的无用分子,或者生成足够小比例的分子以致于其不会产生有害影响。
本发明另一显著的优点是,由于光触媒薄层的至少一部分位于第一电极和基板之间,其使得表面放电等离子体的启动电压减小。光触媒层的介电常数一般高于支持体的介电常数,因此有助于加强对等离子体的初始形成起作用的活动电场。由于等离子体的启动电压通常高于后来用于保持该等离子体所需的电压,该启动电压的减小能够大大简化处理装置所使用的电源。因此,降低了包括依据本发明的装置的气体处理设备安装和使用的全部成本。另外,还减少了该装置产生的电磁噪声。
在多个不同的实施例中采用了本发明的多个改进,在实施例中单独采用某个改进或结合采用多个改进。这些改进包括下面两点:
-处理装置可进一步适于在支持体的背面形成另一表面等离子体,至少光触媒的另一部分安置于该背面并当该另一部分光触媒接受到另一等离子体产生的辐射时,能够激活对于气体的处理;以及
-可由支持体的活跃面承载的第三电极,其沿着与第一电极相反的、平行于支持体的方向相对于第二电极偏移,并且当电压也施加于第二和第三电极之间时,能够扩大等离子体的区域。
本发明还提出了一气体处理设备,包括:
-至少一个如上所述的处理装置;
-气流引导装置,其能够将气体引导至光触媒薄层上的等离子体区域内;以及
-一个电源,其连接至第一和第二电极。
这种设备计划用于操作待处理的气体,其非常轻便并易于安装。具体而言,由于直接在大气压下进行气体处理,因而不需要泵或密封低压管。
优选地,电源适于生成一可在两个相反极性间周期性地变化的信号。根据这种方式,可减少或抵消可能产生于处理装置的某些部分上特别是在电介质支持体和/或光触媒部分上的静电电荷的累积。从而有助于处理装置的连续操作。
如果必要的话,根据与待处理的气体的流速相关的每个处理装置的尺寸,多个几乎相同的处理装置可被并排平行放置于该设备中,使得两个相邻的装置被一间隔隔开,以使这两个装置共同可以组成部分气流引导装置。
最后,本发明提出气体处理装置的制造方法,包括以下步骤:
/1/提供具有两个平行面的支承片基;
/2/通过使用用于沉积该光触媒薄层的工具,将一光触媒层沉积于支承片基的至少一个表面上;以及
/3/将至少第一和第二导电部件分别安置于支承片基的两个表面上,这些导电部件沿着平行于片基的方向偏移,并且其中一个部件被安置为至少部分覆盖该光触媒薄层。
这种方法可用于制造前述的气体处理装置。在步骤/3/中安置的导电部件形成了前面所介绍的第一和第二电极。
为了获得处理装置非常低的成本价,支承片基起初的长度可对应于多个处理装置。当支承片基转移至用于沉积光触媒薄层的工具中时,步骤/2/可连续执行。然后片支承基被分割成多个对应于单个处理装置的尺寸。这一连续执行方法具有特别高的输出和制造速度,具体是因为其省却了每次制造用于新的气体处理装置的片基的一部分时,对薄层沉积工具进行重新调整的需要。
本发明的其他特征和优点在下述对非限制性实施例的描述中将变得显而易见,并参考附图,其中:
-图1a和1b分别是依据本发明第一实施例的气体处理装置的截面图和平面图;
-图2a和2b示出了分别对应于图1a和图1b的本发明的第二实施例;
-图3是包括多个依据本发明的处理装置的气体处理设备的透视示意图。
可以理解,为清晰起见,这些图中示出的部件并不与真实尺寸或者真实尺寸的配比成比例。对于这些尺寸,给出下面指定指示的参考。另外,在不同附图中指示相同的附图标记表示具有相同功能的同一部件。
根据图1a和1b,气体处理装置,其整体被表示为11,包括由电介质材料制成的支持体3。该支持体3最好是平的,例如其边长尺寸是60cm×60cm的正方形。它具有减小的厚度,具体可以是十分之几毫米至几毫米。可选地,支持体3可具有层状结构。它可包括厚度介于0.4至2.0mm(毫米)之间的玻璃片。或者,它可包括由有机材料制成的薄膜,该材料可能派生于例如聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚酰亚胺。在这种情况下,有机薄膜最好已被钝化以防止其在装置11操作的过程中被降级。
支持体3的两个面标记为S1和S2。两者中至少一个覆盖着光触媒层。在这里描述的本发明实施例中,每个面S1和S2都覆盖着分别标记为4和5的二氧化钛(TiO2)层。其他光触媒材料也可用于生成层4和5,例如氧化锌(ZnO)、氧化镍(NiO)、氧化铬(Cr2O3)、氧化锆(ZrO2)、氧化铈(CeO2)等等。这些光触媒材料具有氧化还原作用,特别适合于通过使污染物化合物氧化而对其执行裂解。层4和5的厚度可介于10nm(纳米)至100μm(微米)之间,最好是在50nm至200nm之间。
可选地,支持体3自身可包括一基板和承载于两个面S1和S2之一上或承载于两个面上的基层。这个基层,并未在图中示出,其形成支持体3上至少一活跃面S1并承载着层4。这一基层可提高层4附着于基板的粘合力,和/或调整光触媒材料层4的质地,例如调整其光洁度或孔隙度,以便提高装置11的处理效率。
层4和5,与可选的基层一样,使用一合适的薄层沉积工具,例如阴极溅射沉积装置,将其沉积于基板或支持体3上。这种沉积工具和其操作方法对于本领域技术人员来说是熟知的,这里不再赘述。当支持体3的形式为一柔韧性薄膜时,用于沉积光触媒薄层4(和5)的工具可安置于未卷绕的支承片基3供应卷轴的下游。这一沉积装置通常称为“辊涂布机”并能够获得高的产出率。
两个平行的导电部件1和2分别形成于面S1和S2上。例如,部件1和2由导电性氧化锡(SnOx)、银(Ag)或其他稳定的导电材料制成,并且厚度介于几纳米至几十微米之间。它们基本覆盖了支持体3的整个宽度1,并且它们与L同向的尺寸x,平行于面S1和S2并垂直于支持体3的宽度1,可为10cm。这些导电部件1和2中的至少一个可使用用于沉积导电材料薄层的工具制成。或者,可通过丝网印刷制成。
部件1和2沿着方向L相对于彼此偏移,因此每个部件1,2都具有面向另一部件的边,这些边被称为部件1和2的内边并分别由B1和B2表示。它们由可能介于几毫米至10厘米之间的间隔d分隔,平行于面S1和S2.
在这些情况下,当导电部件1和2分别连接至交流电源10的两个端子时(图1b),放电出现在每个面S1、S2上。该放电产生了从每个导电部件1、2的内边B1、B2向另一导电部件扩展的表面等离子体。在图1b中,附图标记P1和P2表示这些表面等离子体的容量。从而部件1和2充当了每个等离子体的供电电极。为此,下文中将其称为电极1、2。电源10可适于提供一低输出电压,通常为3kV(千伏),并对于某些特定尺寸来说可能低于1kV。该电压可为正弦式或脉冲式,其频率介于几赫兹至几百千赫之间。
每个电极1、2形成于相应的光触媒材料层4、5上。优选地,至少每个部件1、2的内边B1、B2位于相应层4、5上。层4和5中位于电极1和2之间的部分,在同一投影线上,还具有未被覆盖的位于等离子体P1和P2容量范围内的表面。为此,层4和5的光触媒活性被最大化地使用。
优选地,位于支持体3和电极1之间的至少部分光触媒薄层4具有大于6.0的相对介电常数。该相对介电常数大于支持体3的相对介电常数从而导致当电极1和2被供电时它们之间出现的表面电气厚度减小。从而降低了初始化表面等离子体所需的最小电压。在本发明的当前实施例中,两个层4和5相同,并因此以相同的方式促成表面等离子体启动电压的减少。
可选地,第三导电部件6可安置于面S1上,如图2a和2b所示。该部件6也可与电极1和2相同,并沿着与电极1相反的方向L相对于电极2偏移。使用几百伏的直流电压源20使电极6相对于电极1和2电极化。与仅介于电极1和2之间的分隔间隔d所形成的范围相比,这使得形成于面S1上的表面等离子体的平行于方向L的范围被扩大。在这种方式下,更大面积的光触媒材料层4位于等离子体容量P1内,并因此被该等离子体产生的辐射激活。因此,获得的放电被称为沿面放电,与图1a和1b中所示的仅具有两个电极的装置11形成对比。
第四电极7具有,相对于电极2和面S2上产生的表面等离子体,与相对于电极1和面S1的电极6相同的功能。
对应于图2a和2b的装置11还可当作两个与图1a和1b所示装置相似的装置的联合,两个装置沿方向L并列放置。在这种情况下,电极6具有与电极1相同的功能,并与后者一起连接至交流电源10的第一端子。同样,电极7具有与电极2相同的功能,并与其一起连接至电源10的第二端子。极化电压源20被消除。
这种装置11可被用于减少周围空气中污染物的浓度。这些污染物具体可为挥发性有机化合物。为此,多个装置11-13可彼此平行放置于一气体处理设备的框架100内(图3)。框架100,其形状可为平行六面体,其在彼此相对的两面E和S上是开放的,例如沿方向L。框架100的其他面101-104用板封闭。气流可从面E进入该设备并从面S流出。在两个面E和S之间,气流在帮助引导其流动的装置11-13之间流动,装置11-13由介于几毫米至几厘米之间的间隔e隔开。可选地,多个装置可排成一条线放置,从而在同一气流流过该设备的过程中,气流可被这些装置连续处理。
一方面,每个装置11-13的电极1和6,以及另一方面,每个装置11-13的电极2和7,分别连接至图1a所示的交流电源10的两个端子(图3中未示出)。然后表面等离子体在所有的装置11-13的两个面S1和S2大部分上同时生成。
这一设备适于执行对周围空气的处理,在大气压下操作。可选地,为将气流带至从框架100中穿过,一风扇(未示出)可放置于面E或S其中的一个面上,位于装置11-13之间。每个装置11-13的结构导致待处理的气体和生成的表面等离子体之间密切的接触。具体地并在前述已经解释的方式下,每个电极内边的这种配置,覆盖在下层光触媒材料上,促进了表面等离子体和光触媒之间的协作。在装置11-13的每个面上,等离子体覆盖了电极的整个长度。因此,该设备具有高的污染控制效率。此外,由电源10提供的、由电力决定的该设备的能量消耗低。
最后,通过提升一选定的化学方法,光触媒材料层4和5的使用能够减少不良裂解产物的形成。具体而言,对于初始就含有的大量污染有机化合物来说,氧化钛的使用能够提高处理的气体中二氧化碳(CO2)的含量。由此,这种对于污染物的裂解对应于完全氧化。
可以理解,当保留本发明的至少一些优点时,详细描述的实施例可调整为多种形式,其具体取决于正在考虑中的应用。这些调整包括:
-电极1和2可以非常薄,其宽度x大约为一毫米,并且相对于彼此偏移几毫米的间距d。每个支持体3还可包括大量的沿着气流方向排列的电极对1、2;
-合适的触媒的使用能够局部提高支持体表面上污染物的浓度。具体当污染物的浓度非常低时,可获得更为有效的气体处理;
-气体处理可连续或相继执行,取决于气流是否被允许以连续气流的方式进入或定量的气体是否被相继处理,在指定时间内每种执行都被封闭于处理设备中;
-气体处理设备还可包括用于裂解该气体在被表面等离子体处理的过程中可能产生的臭氧分子的部件。这一部件可包括一多孔材料例如氧化锰(MnO2)或氧化铝(γ-Al2O3);以及
-待处理的气流可以以任何方式平行于每个装置的支持体3,与电极1和2的偏移方向L相关。

Claims (19)

1.气体处理装置(11)包括:
-电介质支持体(3),具有活跃面(S1)和与所述活跃面相平行的背面(S2);
-支持体的活跃面所承载的第一电极(1);
-支持体的背面所承载的第二电极(2),并且其沿着平行于支持体的方向(L)相对于第一电极偏移;以及
-安置于支持体活跃面上的至少一部分光触媒(4),并且当所述光触媒接受辐射时,其能够激活对于气体的处理,
所述装置适用于在支持体(S1)的活跃面上的区域(P1)中形成表面等离子体,当所述第一电极和第二电极连接至电源(10)的两端时,该区域从第一电极(1)朝向第二电极(2)扩展,并且所述等离子体产生由光触媒接收的辐射;
该装置的特征在于部分光触媒(4)是位于支持体活跃面(S1)上的薄层,
并且其中第一电极(1)被安置于至少一部分光触媒薄层(4)上,位于在支持体对面的所述薄层的一侧上。
2.依据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述面向等离子体区域(P1)的第一电极(1)的一边(B1)位于光触媒薄层(4)上。
3.依据权利要求1或2所述的装置,其特征在于,所述光触媒薄层(4)在第一电极(1)和支持体(3)之间是连续的。
4.依据前述任一权利要求所述的装置,其特征在于,所述光触媒层(4)的厚度介于10纳米至100微米之间,优选为介于50纳米至200纳米之间。
5.依据前述任一权利要求所述的装置,其特征在于,调整所述装置使得对于气体的处理方式从一种所述气体的至少部分污染控制、一种所述气体的气味消减、一种杀菌处理和一种至少两种前述处理的组合中选择。
6.依据前述任一权利要求所述的装置,其特征在于,所述装置适用于在支持体的背面(S2)进一步形成另一表面等离子体(P2),使得至少一个其它部分的光触媒(5)位于所述支持体的背面,并且当所述其它部分的光触媒接收到由所述另一等离子体产生的辐射时能够激活对于气体的处理。
7.依据前述任一权利要求所述的装置,其特征在于,所述装置进一步包括由支持体的活跃面(S1)承载的第三电极(6),其沿着与第一电极(1)相反的平行于支持体的方向(L)相对于第二电极(2)偏移,并且当电压也施加于第二和第三电极之间时,适用于扩大等离子体的区域。
8.依据前述任一权利要求所述的装置,其特征在于,所述支持体(3)具有层状结构。
9.依据前述任一权利要求所述的装置,其特征在于,所述支持体(3)本身包括一个基板和由该基板承载的一个基层,所述基层形成了支持体的活跃面(S1)并承载了光触媒薄层(4)。
10.依据前述任一权利要求所述的装置,其特征在于,所述支持体(3)包括厚度介于0.4至2.0毫米之间的玻璃片,或者由有机材料制成的薄膜。
11.依据前述任一权利要求所述的装置,其特征在于,所述光触媒(4)是一种具有氧化还原作用的材料。
12.依据前述任一权利要求所述的装置,其特征在于,所述位于支持体(3)和第一电极(1)之间的部分光触媒薄层(4)具有大于6.0的相对介电常数。
13.气体处理设备包括:
-至少一个依据前述任一权利要求所述的处理装置(11-13);
-气流引导部件,适于将气体引导至光触媒薄层(4)上的等离子体区域(P1)内;以及
-电源(10),连接至第一和第二电极。
14.依据权利要求13所述的设备,其特征在于,所述设备包括多个平行并排放置的处理装置(11-13),并且所述设备的两个相邻的装置适于由一间隔(e)分隔从而所述两个装置共同形成了部分气流引导装置。
15.气体处理装置(11)的制造方法,包括以下步骤:
/1/提供一个具有两个平行面(S1,S2)的支承片基(3);
/2/通过使用用于沉积所述光触媒薄层的工具,将一光触媒层(4)沉积于片支承基的至少一个表面(S1)上;以及
/3/将至少第一(1)和第二(2)导电部件分别安置于支承片基的两个面(S1,S2)上,所述导电部件沿着平行于片基的方向(L)偏移,并且其中一个部件至少部分覆盖光触媒薄层(2)。
16.依据权利要求15所述的方法,用于制造依据权利要求1至12中任一权利要求所述的气体处理装置(11)。
17.依据权利要求15或16所述的方法,其中:
-支承片基(3)具有对应于多个处理装置的长度;
-连续执行步骤/2/,以将支承片基(3)转移至用于沉积光触媒薄层的工具中;以及
-然后将支承片基分割成多个对应于单个处理装置的尺寸。
18.依据权利要求17所述的方法,其特征在于,所述支承片基(3)是柔韧的,并且在步骤/2/中使用的用于沉积光触媒薄层的工具位于未卷绕的所述支承片基供应卷轴的下游。
19.依据权利要求15至18任一权利要求所述的方法,其特征在于,至少一个所述导电部件(1,2)通过使用用于沉积导电材料薄层的工具形成,或通过丝网印刷形成。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103432616A (zh) * 2013-08-28 2013-12-11 华南理工大学 一种等离子体协同光催化空气杀菌净化装置
CN104941398A (zh) * 2014-03-24 2015-09-30 株式会社东芝 气体处理装置
CN105299750A (zh) * 2014-07-16 2016-02-03 Lg电子株式会社 等离子体电极装置及空气调节装置
CN105551924A (zh) * 2014-10-23 2016-05-04 德莎欧洲公司 用于表面的等离子体处理的装置和用等离子体处理表面的方法
CN106964255A (zh) * 2017-05-27 2017-07-21 上海纳晶科技有限公司 一种等离子体催化净化气体处理装置
CN107051092A (zh) * 2017-06-12 2017-08-18 广州薪光合环保技术有限公司 废气处理设备
CN109107378A (zh) * 2018-07-26 2019-01-01 中国科学院电工研究所 一种新型空气净化系统
CN113694241A (zh) * 2020-05-20 2021-11-26 宗成圣 一种除霾抑菌膜

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2918293B1 (fr) * 2007-07-06 2009-09-25 Ecole Polytechnique Etablissem Traitement de gaz par plasma de surface
JP5112371B2 (ja) * 2009-03-27 2013-01-09 株式会社東芝 気流発生装置
US7994724B2 (en) * 2009-03-27 2011-08-09 Ecole Polytechnique Inductive plasma applicator
US20110180149A1 (en) * 2010-01-28 2011-07-28 Fine Neal E SINGLE DIELECTRIC BARRIER DISCHARGE PLASMA ACTUATORS WITH IN-PLASMA catalysts AND METHOD OF FABRICATING THE SAME
US9975625B2 (en) 2010-04-19 2018-05-22 The Boeing Company Laminated plasma actuator
FR2975018B1 (fr) 2011-05-10 2016-11-25 Commissariat Energie Atomique Dispositif pour le traitement des gaz par plasma de surface
JP6138441B2 (ja) * 2011-09-21 2017-05-31 株式会社Nbcメッシュテック 浮遊ウイルス除去ユニット
JP5861204B2 (ja) * 2012-03-06 2016-02-16 株式会社増田研究所 小型脱臭器
US9849202B2 (en) * 2012-09-14 2017-12-26 The Board Of Regents For Oklahoma State University Plasma pouch
FR3001641B1 (fr) 2013-02-01 2015-02-27 Ciat Sa Dispositif, systeme et procede de traitement de gaz
JP6242059B2 (ja) * 2013-02-18 2017-12-06 株式会社 セテック 放電プラズマリアクタ
JP6104630B2 (ja) * 2013-02-20 2017-03-29 株式会社 セテック スライディング放電用の電源装置
FR3005584B1 (fr) 2013-05-15 2015-06-05 Ciat Sa Dispositif de traitement de gaz et sa methode d'assemblage, systeme et procede de traitement de gaz
US9117619B2 (en) * 2013-11-07 2015-08-25 Electronics And Telecommunications Research Institute Device for generating heavy-ion beam and method thereof
CN104548925A (zh) * 2015-01-12 2015-04-29 北京科技大学 矩阵式介质阻挡等离子体协同吸附/催化分解脱硝装置
KR101621654B1 (ko) * 2015-03-25 2016-05-16 한양대학교 산학협력단 플라즈마 발생 장치
JP6542053B2 (ja) 2015-07-15 2019-07-10 株式会社東芝 プラズマ電極構造、およびプラズマ誘起流発生装置
DE102015213975A1 (de) * 2015-07-23 2017-01-26 Terraplasma Gmbh Elektrodenanordnung und Plasmaquelle zur Erzeugung eines nicht-thermischen Plasmas sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Plasmaquelle
KR101751611B1 (ko) * 2015-11-10 2017-06-28 한양대학교 산학협력단 플라스마 발생 장치 및 플라스마 발생 제어 방법
KR101621681B1 (ko) 2016-03-31 2016-05-16 한양대학교 산학협력단 플라즈마 발생 장치
KR102135504B1 (ko) * 2018-09-28 2020-07-17 한양대학교 산학협력단 플라즈마 발생 장치
CA3176064A1 (en) * 2020-03-18 2021-09-23 Atmospheric Plasma Solutions, Inc. Atmospheric plasma filter
FR3139997A1 (fr) 2022-09-28 2024-03-29 Prodea Depolluting Dispositif de traitement d’une phase gazeuse par plasma et procédé associé

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03275119A (ja) * 1990-03-26 1991-12-05 Akira Mizuno プラズマ排ガス処理装置
JP3599148B2 (ja) * 1996-08-19 2004-12-08 泰宣 井上 プラズマ発生方法,プラズマ発生装置およびプラズマ発生素子
WO1999035893A2 (en) * 1998-01-08 1999-07-15 The University Of Tennessee Research Corporation Paraelectric gas flow accelerator
JPH11347342A (ja) * 1998-06-10 1999-12-21 Meidensha Corp プラズマ発生装置
KR100511568B1 (ko) * 2002-11-18 2005-09-02 한국에너지기술연구원 일체형 유전체 촉매전극을 이용한 플라즈마 반응기
NL1023045C2 (nl) * 2003-03-28 2004-09-30 Tno Zuivering van afgassen van gasgestookte installaties.
JP2005144445A (ja) * 2003-10-24 2005-06-09 Yamaha Corp 非平衡プラズマによるガス処理方法と放電電極及びそれを備えたガス処理装置
CN2738870Y (zh) * 2003-10-24 2005-11-09 雅马哈株式会社 使用非平衡等离子体的气体处理装置
JP2005137781A (ja) * 2003-11-10 2005-06-02 Marcom:Kk プラズマ発生装置
FR2892950B1 (fr) * 2005-11-07 2008-02-15 Ahlstrom Res And Services Sa Traitement combine d'effluents gazeux par plasma froid et photocatatyse
FR2904656A1 (fr) * 2006-08-07 2008-02-08 Renault Sas Dispositif de traitement de polluants contenus dans des effluents gazeux d'un vehicule automobile et procede associe.
FR2918293B1 (fr) * 2007-07-06 2009-09-25 Ecole Polytechnique Etablissem Traitement de gaz par plasma de surface

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103432616A (zh) * 2013-08-28 2013-12-11 华南理工大学 一种等离子体协同光催化空气杀菌净化装置
CN103432616B (zh) * 2013-08-28 2016-03-02 华南理工大学 一种等离子体协同光催化空气杀菌净化装置
CN104941398A (zh) * 2014-03-24 2015-09-30 株式会社东芝 气体处理装置
CN105299750A (zh) * 2014-07-16 2016-02-03 Lg电子株式会社 等离子体电极装置及空气调节装置
CN105551924A (zh) * 2014-10-23 2016-05-04 德莎欧洲公司 用于表面的等离子体处理的装置和用等离子体处理表面的方法
CN106964255A (zh) * 2017-05-27 2017-07-21 上海纳晶科技有限公司 一种等离子体催化净化气体处理装置
CN107051092A (zh) * 2017-06-12 2017-08-18 广州薪光合环保技术有限公司 废气处理设备
CN109107378A (zh) * 2018-07-26 2019-01-01 中国科学院电工研究所 一种新型空气净化系统
CN113694241A (zh) * 2020-05-20 2021-11-26 宗成圣 一种除霾抑菌膜

Also Published As

Publication number Publication date
ATE502690T1 (de) 2011-04-15
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