技术领域
[0001] 本
申请涉及使用等离子体的微型(micro scale)化学反应的操作。具体地说，本
发明涉及用于几种应用的臭
氧的产生，包括用于
水的清洁和杀菌的大型(macro scale)应用，例如在污
水处理应用中，和用于化学分析的另一种微型应用，以及其它应用。本发明在另一方面中还具体涉及由水产生氢和随后与其副产物氧的分离。
[0002] 进一步概括的讲，本方面涉及微型等离子体反应器的最优化，借此可开发微型环境的某些优势，并且因此，除了在微型外，可实现某些产物的大型生产。
背景技术
[0003] 微型没有具体限定，但此处使用的微型的意思是采用在1和1000微米之间的尺寸。微型在很多环境中是有用的，特别是在仅能够允许使用很小量的反应物的分析领域中。
[0004] 等离子体是对其施加
电场，将气体分子解离成带电离子的气体。尽管等离子体众所周知的特性，一旦离子与表面，例如在其中形成等离子体的容器的表面，或者
电极板碰撞，它们将消失，但离子仍可被用于多种目的。因此，容器趋向于大的，并且通过尽可能大的距离分隔极板，以避免浪费因为离子消逝导致输入用于产生离子的
能量。
[0005] 这种大的距离具有极板需要施加的足够的
电压以产生足够的集中的电场形成需要的等离子体的必然效果。实际上，需要高电压经常是为什么在很多情形中不采用等离子体的原因。例如，通过等离子体产生臭氧，但使用该技术的生产成本导致它对于很多目的是不经济的，尤其是作为较低价值操作的
污水处理和水杀菌。
[0006] 已知臭氧至少在两种应用中是有用的。第一种应用是用于
饮用水目的的水杀菌中。实际上，在很多国家臭氧是用于水杀菌的优选物质，但是在经济考虑优先的UK不是。因此，在UK使用较便宜的氯化处理获得饮用水。然而，如果可以得到成本效益的臭氧生产方法，那么使用臭氧杀菌可以实现改善水的口感。如果还可以实现用于将臭氧分散在水里的有效机械装置，那么将尤其如此。
[0007] 第二种应用是在反应器中。采用臭氧破坏
烃的不饱和
碳-碳键。这将大分子拆成较小的分子。可通过其它的技术(例如质谱法和色谱法)对所述较小的分子进行识别和定量，并且这是对原来的较大分子的潜在识别。
[0008] 还有很多臭氧的使用是经济的。例如，臭氧被应用于医学消毒器和气相大气“
吸尘器”领域(后者去除细菌、灰尘和尘螨)。这些应用使用能量密集型的大等离子体反应室。
[0009] 需要具有较少能量需求的产生臭氧的方法。在水处理领域，如果研发出臭氧产生的经济方法，那么还需要有用于将臭氧送进将要被处理的水中的有效的传送方法。
[0010] 氢(气)也是一种有用的气体。它可通过
蒸汽的等离子解离(plasmolysis)产生。然而，例如，在其生产过程中采用的能量一定不能太高以至于后来在氢
燃料电池中不能重新获得好的比例。实际上，已经很好地意识到利用
太阳能或其它的“免费”资源产生的电
力产生氢是一种“储存”电量为以后使用的方式，例如，当需要能量但是太阳或
风能暂时性减弱时。需要具有有效的用于氢的生产方法，以及将它与蒸汽的等离子解离的副产物氧(气)分离开的简单分离机械装置。
[0011] 微等离子体反应器是已知的[1，2]。Agiral等人的[1]关于分解CO2的反应器并且涉及将
纳米管和
纳米线结合作为电极。Lindner等人的[2]采用微等离子体作为重整烃的方法，特别是JP-8喷气燃料，以产生用于
固体氧化物燃料电池的氢气。然而，这些论文都没有实际讨论建议的经济意义。
发明内容
[0012] 根据本发明的第一方面，提供了一种用于产生臭氧的臭氧装置，包括：
[0013] 包括氧(气)的第一气体的供给源(supply)；
[0014] 电极，它们之间的间隙小于1mm；
[0015] 引导氧(气)从供给源(source)通过电极之间的间隙的管道；
[0016] 电源，在电极上施加电压以解离氧气并且形成包括臭氧的第二气体；和[0017] 将臭氧供应至出口的管道。
[0018] 优选的，所述臭氧装置形成用于水处理的杀菌单元的一部分并且还包括
流体振荡器(fluidic oscillator)以使所述第一和/或第二气体的流体振荡，并且其中所述出口包括被淹没在所述水下并且用于形成臭氧微气泡的多个口。
[0019] 根据本发明的第二个方面，提供了一种用于产生氢气的氢气装置，所述装置包括：
[0020] 包括蒸汽的第三气体的供给源；
[0021] 电极，它们之间的间隙小于1mm；
[0022] 引导蒸汽从供给源通过电极之间的间隙的管道；
[0023] 电源，在电极上施加电压以解离蒸汽形成包括氧(气)和氢(气)的混合物的第四气体；和
[0024] 将氢(气)和氧(气)供应至出口的管道。
[0025] 优选的，所述氢气装置还包括流体振荡器形式的分离单元以使所述第三和/或第四气体的流体振荡，并且其中所述出口包括被淹没在水下并且用于形成所述氧(气)和氢(气)的微气泡的目的的多个口，因此所述水变得占优地富含溶解的氢(气)。
[0026] 例如，在WO-A-2008/053174中披露的结构，其内容在此结合入本文作为参考，可结合本文所披露的臭氧和氢气装置被采用。
[0027] 因此，优选的，情况可以是，在所述电极之间的通路之后，在第二或第四气体流体中设置有流体分流器，分流器供应所述气体的恒定流体并具有从接收所述供应的喷口开始的两条分流通路，从而射流可流过任意通路，控制端口向各个通路打开，当流体流出所述端口时，其将所述流体分流到其他的通路。
[0028] 可替换的，情况可以是，在所述电极之间的通路之前，在第一或第三气体流体中设置有流体分流器，分流器供应所述气体的恒定流体并具有从接收所述供应的喷口开始的两条分流通路，从而射流可流过任意通路，控制端口向各个通路打开，当流体流出所述端口时，其将所述流体分流到其他的通路。
[0029] 优选的，在任意一种情形中，每个控制端口具有来自通路(该控制端口向该通路打开)的反馈回路，从而各个回路的流体振荡。
[0030] 优选的，所述氧气的供给源是空气的供给源。优选的，所述臭氧是臭氧和未转化的氧气以及在氧气供给源中任何其它包含物的混合物。
[0031] 其中分流器在电极之前，优选每个分流通路都具有与之相关联的所述电极对，每个都将各个通路中的脉冲流转
化成等离子体。
[0032] 优选的，各个分流通路被喷头件截止，所述喷头件包括：具有中心开口的第一圆导体电极，分流通路向中心开口打开；开槽的轮缘；第二圆导体电极，与所述第一导体间隔并且由此限定围绕所述开口并且被所述轮缘界定的腔，轮缘中的槽限定通道，气体穿过所述腔通过通道离开腔。
[0033] 优选地，所述轮缘限定在第一圆形绝缘盖的边缘上，第一导体设置在第一圆形绝缘盖中，提供第二圆形绝缘盖，在将所述第二导体设置在第二圆形绝缘盖中，所述第二圆形绝缘盖的边顶靠所述轮缘以圆周封闭所述槽并且定义所述通道。
[0034] 水杀菌单元可包括一个或优选至少两个，并且最有可能更多个设置在水中一定深度的所述喷头件使得腔中的气体压力任何时候都是足够的以防止水进入腔，并且使得臭氧的微气泡从所述通道的脉冲流涌出。
[0035] 氢(气)水中的溶解性是氧(气)的二十五倍。因此，在水中采用氧(气)和氢(气)的混合物的微气泡，其中气泡中的气体的溶解速率与气泡直径的平方有关，当它达到表面时，在气泡中可产生约25∶1的氧(气)和氢(气)的相对浓度。这表示氢(气)在用于后面的提取和使用的水中的溶解是相对浓缩的。
[0036] 然而，在第三个方面中，本发明提供了一种用于通过将反应物气体等离子解离成中间体离子并且接着所述离子反应产生所述产物气体生产产物气体的通用装置，所述装置包括：
[0037] 所述反应物气体的供给源；
[0038] 电极，它们之间的间隙在10和1000微米之间；
[0039] 第一管道，引导气体从供给源通过电极之间的间隙；
[0040] 电源，在电极上施加电压V将反应物气体解离成包括中间体离子的等离子体；和[0041] 第二管道，将由中间体离子的重组产生的产物气体供应至出口；其中[0042] 所述中间体离子到所述产物气体达到95％，优选99％的平衡转化的反应时间T少于离子团横穿一个电极到另一个电极距离的双极扩散时间Dt，双极扩散时间Dt通过下面的关系估算
[0043] Dt＝d2/Da
[0044] 其中d是电极之间的空隙距离，或者电极区域中的管道，其中较小的一个，并且Da是等离子体的双极扩散率(ambipolar diffusivity)。
[0045] 双极扩散率是好理解的等离子体的量，其值与以下表达式给出等离子体的几个参数有关
[0046] Da＝Di(1+Te/Ti)
[0047] 其中Di是离子的扩散率并且比例Te/Ti是
电子与离子
温度的比例。基本上，其是在中性场中离子的扩散速度，但乘以通过由等离子体的电子的运动产生的电场的结果产生的因子。
[0048] 优选的，电压V是其振荡
频率f在10/T和1/(10T)之间的交变电压。
[0049] 优选的，频率f在2/T和1/(2T)之间。1/T的频率明显约等于使用激励电压脉冲的系统的反应周期。对于普通系统，交变电压的频率在10和1000Hz之间，通常约100Hz。
[0050] 本发明与臭氧和氢(气)的生产有关的优点是基于在氧离子之间反应形成臭氧(和质子形成氢(气))的速度，远快于氧离子和质子与管道和/或电极的壁碰撞消逝的速率的实现。因此，除了电极彼此间的附近外，(或者如果管道在电极之间管道的壁)，臭氧或氢(气)的产生，情形可能是很大程度不受影响。此外，假设微型的电极附近，很大程度地减少了提供足够的合适解离氧(气)或水的电场强度需要的电压，意味着可避免产生和限制高功率电压的花费。
[0051] 实际上，优选的，装置在
大气压或在大气压附近工作，这可能也在电极附近呈现。气体解离的最小电压是(Pd)的函数是等离子体的公知特性，其中P是压力并且d是电极之间的间隔。在等离子解离的研究中，这种关系被称为帕邢曲线(Paschen curve)。然而，一般，电极板被间隔几十厘米左右，以将电压限制在可控制的水平，在几千伏特的量级，等离子解离中的采用的压力为接近
真空。除了其它的，这严重限制了活性物质存在的数量，限制该系统的产量，尽管它确实提供了关于要电离的分子的必要的电子
密度。然而，本
发明人发现，在此处定义的环境中，不需要接近真空的压力条件，也不需要大的电压。因此可避免等离子解离的两个重要的成本因素，即，一方面对于真空产生装置的需要，另一方面对于高电压产生装置的需要。
[0052] 除了前者的成本，它的免除还导致在电极之间出现更大浓度的反应物气体。此外，关于后者，避免高电压具有减少功率消耗的效果，从而实现工艺能量成本效益。因为借助于电极的小隔离并且即使在相对低的电压可相对增加电场的强度，简单地保持必要的电子密度。
[0053] 本发明建议可将用于臭氧产生的功率消耗尽可能消减至十分之一。实际上，170V的电容-电感放电足够保持工作在60Hz的臭氧供给等离子体的稳定发光。因此其中很多经济上目前为止还不可行的很多用于日用化学处理的臭氧应用(臭氧作为有力的
氧化剂)，可从此变得经济可行。优选的，电压在100和1000V之间。更优选的，其在150和450V之间。
[0054] 因此，与大的等离子解离腔不同，本发明提出了微型等离子解离腔，至少用于以足够的快速发生的反应以避免与电极或容器壁相撞导致的离子消逝有关的问题。
[0055] 此外，除了在微型操作，本发明提出放大的装置使得产生的产物气体的体积可以是相当数量的。因此，在水处理中，使用根据本发明的装置生产的臭氧基本足够满足一般人群对水杀菌的需要。在产生氢(气)的情形中，可使用根据本发明的放大的等离子解离装置产生足够的氢(气)以“存储”例如可由风轮机、太阳能发
电机、波浪发电机等产生的电力，和当它们比在发电时存在的当时需要产生更多的电力时。
[0056] 更一般的讲，在另一方面中，本发明提供了用于产物气体的产生和分离的气体装置，所述装置包括：
[0058] 电极，它们之间的间隙小于1mm；
[0059] 第一管道，引导反应物气体从供给源通过电极之间的间隙；
[0060] 电源，在电极上施加电压将反应物气体解离成中间体离子；
[0061] 第二管道，将由中间体离子的重组产生的产物气体供应至出口，其中[0062] 所述中间体离子到所述产物气体达到95％、优选99％的平衡转化的反应时间T少于离子团横穿一个电极到另一个电极距离的双极扩散时间Dt，双极扩散时间Dt通过下面的关系估算
[0063] Dt＝d2/Da
[0064] 其中d是电极之间的空隙距离，或者电极区域中的管道，其中较小的一个，并且Da是等离子体的双极扩散率；
[0065] 流体振荡器，在所述第一和第二管道中的一个中，以使至少来自所述出口的产物气体的流体振荡；
[0066] 液体源，所述出口向液体源打开从而所述产物气体的微气泡形成于所述液体中；其中所述产物气体可溶于所述液体并且被设置成使得在所述气泡到达所述液体的表面之前产物气体的大部分被溶解在液体中。
[0067] 所述反应物气体可以是氧(气)或蒸汽，其中所述产物气体分别是臭氧和氢(气)。在任意一种情形中，所述液体优选是水。
[0068] 优选的，驱动
电路产生横跨电极产生等离子体的电场，驱动电路包括：
[0069] 第一级，提供在1至50伏特之间的可选择DC电压v；
[0071] 第三级，包括
变压器，通过在所述频率f切换的
开关被供应有所述可选择电压v并且在所述电极上产生所述电压V和频率f的交变电压。
[0072] 优选的，电路还包括第四级，包括在所述第一、第二和第三级和所述电极之间的阻抗匹配网络。
[0073] 所述阻抗匹配电路以选择的电压使得要传送至电极的最大功率。
[0074] 优选的，所述阻抗匹配电路是横跨电极上的电容性/电感性/
电阻性桥。
[0075] 优选第一级由AC电源驱动并且包括
降压变压器和提供电压调节的
整流桥，所述整流桥的输出是所述可选择电压v。
[0076] 在另一个应用中，其中尺寸也是一个重要的因素，所述装置包括分析器的部分，从而将要被分析的气体的供应与通过该装置产生的臭氧混合以分解包含不饱和碳-碳键的复杂有机分子并且定量检测并且识别更简单的碳分子和/或产生和消耗的臭氧的水平，以识别原始的复杂有机分子。
[0077] 可采用这种分析器检测有毒气体。目前气体分析器被用于化工厂的安全性。本发明将复杂的有机分子添加至集成
传感器系统的可检测分子的清单。几乎任意分裂分子的等离子体传感器已经存在，但是
光谱图(来自光纤光谱的)可以是用于得到复杂有机分子的标记(signatures)/指纹的数据。然而，由于具有相同官能团的不同的重排的有机分子的范围是巨大的，很多误判的可能限制了应用。臭氧分解，另一方面通过它仅在特殊点的分裂分子的优点提供了原始分子的更清楚的“痕迹(足迹，footprint)”。对于痕迹中的
片段进行计数，接着提供不同的信息集合。当然，得到的更多的不同的信息集合导致更少的误判，误判是目前的气体检测器/警报的主要问题。
[0078] 分析器可包括检测由装置产生的臭氧和剩下未反应的量的装置。
[0079] 优选的系统包括当检测到特定特征的复杂分子时的报警器。这种分子可能包括爆炸物成分和/或非法材料的成分，例如药物。
附图说明
[0080] 在下文中将参照附图，以示例的形式进一步描述本发明的实施方式，其中：
[0081] 图1是根据本发明的水杀菌单元的示意图；
[0082] 图2是根据本发明的分析器的示意图；
[0083] 图3是用于与图1中所示的相似的杀菌单元中的喷头件的图。
[0084] 图4a、b，5a、b，6a、b和7a、b是图3中的喷头件的部件的各个平面和侧面图；
[0085] 图8a是用于给图1和2中所示的系统中的电极供电的阻抗匹配网络的电路图，并且图8b是图8a中的细节B；和
[0086] 图9是烯烃的典型臭氧分解反应的示意图。
具体实施方式
[0087] 在图1中，水杀菌单元10包括由位于水平面16以上的供给源14提供气体的水下臭氧气泡发生器12。
泵18对气体施加压力，气体可以是纯氧(气)或，优选的，包括氧(气)的空气。管道20将氧(气)/含氧空气引导至臭氧产生器12，其中在通过两个电极24之间的腔28之前进入三个端口22中的任意一个。电极24被包括在单元12内，单元12被密封以防止水的进入。下面将进一步描述的阻抗匹配网络(impedance matching network)26从表面给电极24供电。气体进入在电极24之间约大气压力的腔28并且在其中被电离产生等离子体。产生了具有臭氧吸收光谱的明显的光亮，表示实际上等离子体的确将气体供给源14中的氧气转化成了臭氧。
[0088] 在任何情形中，腔24的输出都是气体的供给并且它流出喷口30，喷口30是流体分流器32的供给端口。通过附壁效应(coanda affect)将流出喷口30的气体附于两个壁34中的一个上。然而，在附于任意一个壁的片刻流动后，分支36将流体的一部分反馈至一对控制端口38中的相应一个。来自任意端口38的流体分离其中该端口38所退出的壁34的流体，并且将该流体转向(分流)至流向它接着紧靠附着的另一个壁34。
[0089] 因此，分流器32的每个出口40处都有被引向气泡发生器41的脉冲气体流。出口40每个都向气泡发生器41中的分离的一系列开口42供气，通过大体积的充气室(plenum chamber)44保护以便气泡46一个接一个的离开开口42。借助于脉冲流体，气泡以壁其它的方式更小的体积脱离。如上所述，可在WO-A-2008/053174中找到本发明的气泡发生器方面的更详细的内容。
[0090] 转向图2，分析器100包括氧(气)或含氧气体的供给源14’，由泵18以约大气压送进电极24’之间的腔28’。通过阻抗匹配网络26’给电极24’供电。包含臭氧的输出与来自供给源60并且由泵68供给的待分析的气体混合。通过管道70将混合物送到反应室72并且然后到出口74。在反应室72内，通过探针76对反应混合物进行各种分析。分析的结果被送至处理器80，处理器80实时检测、识别并且定量简单碳分子并且将这些检测到的这些的相对量与从特定的复杂分子得到的已知相对量比较，以便潜在的识别被包含在气体样品60内的复杂分子。图9示出了烯烃与臭氧的一系列典型反应并且潜在的结果与在最初的分子的R和R’基团的属性有关。
[0091] 探针76中的一个可包括从集成LED发出的橙色光(约600纳米)和其检测器。臭氧吸收这种光并且从而指示在反应室72内未反应的剩余臭氧。这也是样品60中的反应化合物的浓度的指示。实际上，第二臭氧检测器探针76’可被设置在等离子体腔28’的出口处以便获知臭氧的输入量。
[0092] 光纤光谱(fibre optic spectrometry)提供了定量由臭氧解离的目标分子的碎片的可靠方法，就像质谱分析那样。潜在的，碎片也可以通过离子迁移率色谱或气相色谱在气相中表征。光电探测器可被方便的嵌入便携集成传感器中，并且研究者已经在Imperial College London[3，4]报道了微芯片上的气相色谱。
[0093] 然而，尤其简单的结构(未示出)采用用于臭氧产生的相同的气体源14’，当它作为待分析的抽样气体时。例如，分析器100可被放置在机场安全区内，或其它要监视的区域。与爆炸物或其它非法材料(例如药品等)有关的分子可从乘客或从他们的行李扩散到大气中，并且可因此被检测到。
[0094] 在这种情形中，处理器80注明由等离子体腔28’产生的臭氧的平均基线量并且负责探针76检测到与空气样品中的复杂分子发生反应导致的任何的改变。因此，分析器随着时间自我校准。
[0095] 在前面所述的实施方式中，电极可以是约800微米间隔并且是约1厘米长。实际上，它们可以是定制微芯片的一部分并且通过在1em长度的微通道的中心处的
侧壁上沉积
铜来微制造。遮蔽防止在微通道表面的其它地方的沉积，特别是微通道底面。该构造是对荷兰的MICRONIT MICROFLUIDICS BV制造的标准基本MICRONIT芯片的
修改。
[0096] 转向图3，是用于臭氧产生器12的替换、优选结构，其中电极24被构建在气泡发生器41’中，为喷头件(rose)的形式。此处，圆形盖90由绝缘材料构造并且设置有开槽的轮缘92，其中有围绕轮缘92的周边设置的多个槽94。在轮缘92内设置形成电极24’中的一个的薄环形盘状导体96。第二圆形盖100具有平轮缘102，但包含第二环形导体盘106。盖100设置有中心孔110以从流体分流器(未示出)的两个分支40’中的一个接收脉冲氧气或含氧空气的供给。
[0097] 在使用中，盖90、100彼此顶靠，开槽的轮缘92与平轮缘102邻接，并且因此圈定多个向外的径向通道94。齿93的高度限定槽/通道94的宽度并且使得导体96、106的间隔小于1毫米。导电连接(未示出)将匹配的阻抗网络(未示出)连接至导体96、106使得在它们之间的间隔中产生等离子体。由于在电极96、106之间的等离子体腔28限定的大的稳压室(plenum)，由槽94限定的每个通道后的压力是相等的。这确保在喷头件41’的周边周围气泡产生是均匀的。
[0098] 如图4a、4b、5a、5b、6a、6b和7a、7b中所示，
盖子90、100具有约36毫米的外直径，轮缘具有30毫米的内直径。因此槽92产生的通道的长度是约3毫米。齿93的高度约是0.8毫米，所以这代表电极96、106之间的间隔。实际上，盖子100具有约0.2毫米深的浅坑
101，其与电极96、106的厚度相同。
[0099] 这些尺寸仅是示例性的并且不是为了限制本发明。
[0100] 在图8中示出了合适的等离子体源200及其电路并且可拆解成三个主要级。
[0101] 第一级201是DC转换级，其中主电源被转换成DC。通过变压器TX1将主电源203从220VAC降至约18VAC，并且接着通过由重负载、通用1N4148功率
二极管(D1、D2、D3和D4)的阵列形成的全波桥式
整流器205整流。通过大电容器C1对来自桥式整流器的DC型脉冲串进行滤波并且通过它的“输入(in)”引脚送至调压器U1(例如LM338T型)。大电容器的选择得到了很好的整流低波纹电压。调压器的输出通过被连接至调压器U1的“Adj”引脚的4.7KΩ电位器R1从1.2调节到28VDC(在其“输出(Out)”引脚)。随着R1电阻的增加
输出电压增加并且，因此可控制等离子放电的电极间电压，如下面进一步解释的。
[0102] 将电容器C2设置在调压器附近仅作为
预防措施。它过滤出由杂散
磁场导致的瞬态噪声。电容器C4改善高频率的瞬态响应。
[0103] 第二级207是振荡器级，其中DC级201的输出电压通过电阻R3被送至12VDC调压器U2(LM7812型)。电容器C5和C6被设置芯片U2附近，如制造商的数据手册推荐的。调压器U2提供给555
定时器T(至其输入(引脚8))恒定的12VDC(与级200的输出无关)。根据在制造商的数据手册中推荐的拓扑结构实现555定时器周围的设置，并且计算对于约
30KHz和50％的占空比的电阻R4和R5和电容器C7的值。
[0104] 第三级209是放大级，其中定时器T的引脚3的信号输出通过由电阻R6和R7形成的
分压器211分压向切换
电流到
升压变压器TX2的功率MOSFET M1(IRFZ34型号)提供栅极信号。当MOSFET M1打开和关闭通过TX2的主线圈的电流时引起由变压器的转换比例以及来自级201输出电压规定的水平的次级线圈(secondary side)上的电压，并且其被施加至电极板24。
[0105] 最后，来自源200的
输出信号通过电路213与等离子体反应器阻抗匹配，如图8b中更详细的所示。图8b包括电阻RI、电感LI和电容器CI并且该设置使电极24的阻抗与电路200的阻抗匹配，从而实现最大的效率和能量转化。输出电压可以从28VDC升高至1.5KVAC，频率在1和1000赫兹之间振荡，并且电流输出约为10mA。
[0106] 电极24分开距离d，很明显距离d与它们之间的场强有关，并且因此与等离子体的产生有关。然而，如果管道运输反应物气体并且在极板之间设置等离子体，如图1和2中所2
示，那么在关系式Dt＝d/Da中使用的尺寸d不是电极之间的距离，而是管道的内部尺寸。
其原因是离子将在管道壁上消失，所以到达向中间体离子到产物气体的平衡转换的反应时间T需要小于使用管道而不是电极的尺寸的由上面关系给出的双极扩散时间Dt。Dt是离子团横穿一个电极到另一个电极距离的双极扩散时间。Da是等离子体的双极扩散率。顺便提一句，用于实践目的，95％，或者优选99％的平衡转化被用作目标极限，由于100％的平衡是不可能达到的。
[0107] 在该
说明书的描述和
权利要求书中，词语“包括”和“包含”及其
变形，例如“含有”和“包括”意思是“包括但不限制于”并且不希望(并且没有)排出其它的部分、添加剂、部件、整体或步骤。
[0108] 在该说明书的描述和权利要求书中，单数包括复数除非上下文以其它方式要求。具体的说，使用不定冠词的地方，应当将说明理解为考虑复数和单数，除非上下文以其它方式要求。
[0109] 可以理解结合本发明的具体方面、实施方式或
实施例描述的特征、整体、特性、化合物、化学部分或基团能够应用至此处披露的任何其它的方面、实施方式或实施例，除非之间不兼容。
[0110] 读者的注意力被引向同时或先于该说明书提交的与该申请相关论文或文件并且与说明书对公共检索公开，并且这些论文和文件的所有内容结合在此作为参考。
[0111] 在该说明书(包括任何所附的权利要求、
摘要和附图)中披露的所有特征，和/或同样披露的任何方法或工艺的所有步骤，可通过任何组合方式组合，除了这些特征和/或步骤中的至少一些是相互排斥的组合外。
[0112] 在该说明书(包括任何所附的权利要求、摘要和摘要附图)中披露的各个特征可通过用于相同、等同或相似目的的可替换特征替代，除非以其它方式特别说明。因此，除非以其它方式特别说明，披露的各特征仅是一系列通用的等同或相似的特征的示例。
[0113] 本发明不限制于任何前面所述的实施方式的细节。本发明包可延伸至该说明书(包括任何所附的权利要求、摘要和摘要附图)中披露的特征的任何新颖的一种，或任何新颖的组合，或延伸至同样披露的任何的方法或工艺的步骤的任何新颖性的一个步骤，或任何新颖的组合。
[0114] 参考文献
[0115] 1.Anil Agiral，K.Seshan，Leon Lefferts，J.G.E.(Han)Gardeniers“Microplasma Reactors with Integrated Carbon Nanofibers and Tungsten Oxide Nanowires Electrodes”-The American Institute of Chemical Engineers，Topical 5：IMRET-10：10th International Conference on Microreaction Technology，April 9，2008(Anil Agiral，K.Seshan，Leon Lefferts，J.G.E.(Han)Gardeniers，“带有集成的碳
纳米纤维和氧化钨纳米电极的微等离子体反应器”，The American Institute of Chemical Engineers，论题5，IMRET-10，第十届微反应技术国际研讨会，2008年4月9日)。
[0116] 2.Peter J.Lindner，Ronald S.Besser“Reforming of J.P.-8 in Microplasmas for Compact SOFC Power”-The American Institute of Chemical Engineers，Topical5：IMRET-10：10th International Conference on Microreaction Technology，April 7，
2008(Peter J.Lindner，Ronald S.Besser，“用于紧凑SOFC供电的使用微等离子体的JP-8的改造”，The American Institute of Chemical Engineers，论题5，IMRET-10，第十届微反应技术国际研讨会，2008年4月7日)。
[0117] 3.de Mello，A.J.，*On-chip chromatography：the last twenty years*，Lab on A Chip，2002，Vol：2，Pages：48N-54N，ISSN：1473-0197.(de Mello，A.J，“关于芯
片层析法的近二十年”，Lab on A Chip，2002，第2卷，页码：48N-54N，ISSN：1473-0197)。
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