Ar等离子体射流处理乙醇水溶液的放电特性及灭菌效应

乙醇是一种医疗上常用的消毒剂,理论上在Ar等离子体射流处理的水溶液中掺杂乙醇可以增强灭菌效果。通过对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的灭活实验,发现在被处理的水溶液中掺杂20%乙醇可使Ar射流等离子体活化水的灭菌效果提高5个数量级以上。进一步地,发现当工作气体中掺杂0.2%N2或在屏蔽罩中掺杂1%O2时,只需在被处理的水溶液中掺杂2%乙醇,即可提高5个数量级以上的灭菌效果。同时发现,2%乙醇掺杂可使等离子体中多个放电通道交叠,原因可能是亚稳态Ar*和乙醇气体分子在气液界面的彭宁电离作用。最后,通过对液相活性粒子的检测分析,发现等离子体活化乙醇溶液中的过氧乙酸可能在灭菌过程中起主导作用,而过氧亚硝酸和过氧乙酸可能协同作用增强了灭菌效果。

磁场辅助沿面介质阻挡放电对所制备等离子体活化水化学活性及灭菌效应的影响

利用磁场辅助大气压空气沿面介质阻挡放电制备等离子体活化水,研究了不同放电电压与放电频率下有无磁场时放电制备的等离子体活化水的溶液性质,结合气液两相相关化学反应网络,分析了磁场影响放电制备等离子体活化水的机理;并比较了不同放电条件下有无磁场制备的等离子体活化水对大肠杆菌的杀灭效果.结果表明,磁场的加入能通过影响电子碰撞反应,进而影响后续的链式化学反应和液相次级反应进程,提高等离子体活化水的酸度、电导率及NO_(3)^(-),NO_(2)^(-),H_(2)O_(2)和ONOOH的浓度,增强对大肠杆菌的灭活效果.对于获得相同的杀菌效果,磁场的引入显著降低了所需的放电电压和放电频率、降低了能耗.等离子体活化水中的H^(+),H_(2)O_(2),ONOOH等活性物种对杀菌具有协同效应.磁场辅助高电压-高频率放电时液相各活性物种的提升最显著,此时杀菌效应的提升也最明显.