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等離子體是不同于固體、液體和氣體的物質(zhì)第四態(tài)。在等離子體中，通過電離所產(chǎn)生的離子、電子、自由基和激發(fā)活性物質(zhì)，都是以高能態(tài)的形式存在，因這種氣體的正電荷總量與負(fù)電荷總量在數(shù)值上相等，故稱為等離子體。

低溫等離子改性技術(shù)在催化劑制備中的應(yīng)用

等離子體作為制備和改性材料的重要技術(shù)手段，得到了廣泛的電化學(xué)應(yīng)用。在等離子體中，主要以高能態(tài)形式存在的大量活性粒子如離子、電子、激發(fā)態(tài)的原子和分子及自由基等，可以有效地合成或修飾催化劑。傳統(tǒng)的化學(xué)表面改性方法主要通過酸性溶液或表面活性劑進(jìn)行預(yù)處理，這些方法復(fù)雜、耗時、污染且難以控制處理效果，甚至?xí)茐慕Y(jié)構(gòu)的完整性。此外，傳統(tǒng)的合成方法也具有一定的復(fù)雜耗時等缺點(diǎn)。與傳統(tǒng)的化學(xué)表面改性技術(shù)和合成技術(shù)相比，低溫等離子體改性技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)：（1）低溫等離子體具有高能粒子，能激發(fā)、解離和電離材料表面的分子，有效地改變基體表面的化學(xué)結(jié)構(gòu)；（2）反應(yīng)體系接近室溫，可以使具有較高活化能的化學(xué)反應(yīng)在相對溫和的條件下發(fā)生；（3）低溫等離子體改性安全環(huán)保，并避免使用一些有毒和危險的化學(xué)品。同時，它消除了干燥、廢水處理或其他附加過程，并且沒有固體/氣體廢物的產(chǎn)生；（4）低溫等離子體處理的載體表面性能明顯改善，對材料的物理結(jié)構(gòu)沒有破壞性影響；（5）適用范圍廣、作用時間短、成本低等優(yōu)點(diǎn)。因此低溫等離子體被廣泛應(yīng)用于催化劑的表面改性和合成。

低溫等離子體被應(yīng)用于催化劑的表面改性如等離子表面刻蝕、等離子體摻雜和等離子官能團(tuán)化等。等離子體的氣氛對材料的表面改性具有非常大的影響，常用的等離子氣氛包括氬氣（Ar）、氮?dú)猓∟₂）、氧氣（O₂）、氫氣（H₂）、氨氣（NH₃）、空氣以及一些混合氣氛。Ar等離子體的主要作用是刻蝕和剝離，從而產(chǎn)生更多的缺陷，增加活性位點(diǎn)，此外還擁有一定的N、O摻雜能力；N₂等離子體的主要作用是N摻雜且具有一定的刻蝕能力，實現(xiàn)N摻雜和富缺陷材料的制備；O₂等離子體主要是起氧化和刻蝕的作用；H₂等離子體具有刻蝕和還原的作用；NH3等離子體具有N摻雜、刻蝕和還原的作用。對于混合氣氛來說，例如：Ar/O₂、Ar/H₂和Ar/NH₃等等，其兼具兩種氣氛所擁有的特性。

近年來，等離子體處理制備催化劑的方法引起了越來越多的關(guān)注，在催化劑材料的合成和改性中得到了廣泛的應(yīng)用。低溫等離子體具有高能量粒子，能激發(fā)、解離和電離材料表面的分子，有效地改變載體表面的化學(xué)結(jié)構(gòu)。另一方面，反應(yīng)體系接近室溫，可以使具有較高活化能的化學(xué)反應(yīng)在相對溫和的條件下發(fā)生。與傳統(tǒng)的表面改性方法相比，低溫等離子體改性是一個干燥的過程，可以達(dá)到傳統(tǒng)化學(xué)方法難以達(dá)到的處理效果，該工藝還具有適用范圍廣、作用時間短、成本低等優(yōu)點(diǎn)。與傳統(tǒng)的制備方法不同，在催化劑合成過程中，等離子體能夠起到雜原子摻雜、官能團(tuán)化、表面蝕刻和氧化還原等作用，進(jìn)而實現(xiàn)富缺陷、小粒徑、高分散的催化劑的制備。