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plasma有着足够的能量断开生物质原料中的化学键:
随着全世界对生物质能炼制的深人研究,新的生物炼制工艺不断涌现,低温等离子体工艺以特有的化学活性和高能态成为有着前景的生物质能炼制工艺之一。等离子体通常与固态、液态、气态并列,被称作物质的第四态,根据其体系的能量、温度和离子密度的不同,通常分为高温等离子体和低温等离子体。高温等离子体广泛应用于能源领域的可控核聚变,而低温等离子体与现代工业关系更加密切。
plasma是指电子温度高而体系温度低的等离子体,其中电子温度可达10000K以上,而离子和原子之类重粒子温度可低到300-500K。电子与重粒子之间巨大的温度差异,有着两方面的作用。
一方面,电子有着足够的能量使反应物分子激发、电离和解离,另一方面,体系得以保持低温乃至接近室温。在电极间高压电场的作用下,产生大量的高能粒子如电子、离子、分子、中性原子、激发态原子、光子和自由基等,而粒子的总正负电荷数相等,宏观上呈电中性。
plasma空间富集的高活性粒子,有着如下特性:活性的气氛,高活性粒子在电场的作用下具有很高的动能以及内能,为化学反应提供了活化能,具备了化学反应的可能性。生物基产品的生产过程即为物理化学作用下,生物质能基质中化学键的断裂解聚与新化学键的形成-聚合过程。
由于plasma中的绝大多数的活性粒子能量高于生物质原料中常见的化学键的键能,因此低温等离子体有着足够的能量断开生物质原料中的化学键,具备了与生物质能基质发生聚合与解聚反应的可能性,在生物质能炼制领域有着广阔的应用前景。
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