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化學(xué)毒劑是指可以引起人體死亡或者機能喪失的所有化學(xué)物質(zhì)的通稱。化學(xué)毒劑因其具有毒性極強、危害廣、持續(xù)時間長、制造方便等優(yōu)點，得到恐怖分子的青睞。1993年1月13日，國際社會簽訂了《關(guān)于禁止發(fā)展、生產(chǎn)、儲存和使用化學(xué)武器及銷毀此種武器的公約》，簡稱《化學(xué)武器公約》（Chemical Weapons Convention, CWC），該公約于1997年4月29日生效，對維護(hù)國際和平與安全具有重要意義。然而，現(xiàn)實是化學(xué)武器不但沒有被禁止，反而越禁越發(fā)展，這是因為化學(xué)毒劑有著巨大的殺傷能力，費效比高，且發(fā)展與擴(kuò)散很難控制，后果嚴(yán)重。

化學(xué)武器問題已成為影響和顛覆國家政權(quán)的重要因素。近年來，以日本東京地鐵的3.20沙林毒氣事件為代表的恐怖暴力活動日益猖獗。“俄羅斯前特工中毒事件”和“敘利亞毒襲事件”使化學(xué)武器再次成為國際世界關(guān)注的焦點。這也說明化學(xué)武器并沒有遠(yuǎn)離戰(zhàn)爭舞臺，而是在關(guān)鍵時刻被作為大國扭轉(zhuǎn)戰(zhàn)局的利器。因此，借助消毒劑消除化學(xué)戰(zhàn)劑的毒害作用具有重要意義。

傳統(tǒng)化學(xué)毒劑洗消技術(shù)成熟、應(yīng)用廣泛，在過去幾十年里一直作為化學(xué)毒劑主流洗消技術(shù)，但因其洗消效率差、處理費用昂貴、污染環(huán)境等問題，已逐漸走向淘汰的邊緣。

北京化工大學(xué)機電工程學(xué)院的研究人員總結(jié)了國內(nèi)外傳統(tǒng)化學(xué)毒劑洗消技術(shù)、催化劑化學(xué)毒劑洗消技術(shù)和等離子體化學(xué)毒劑洗消技術(shù)的研究進(jìn)展。

催化劑洗消技術(shù)安全、高效、環(huán)保等，逐漸應(yīng)用于洗消領(lǐng)域。但其所展現(xiàn)出來的問題突出，如催化劑易失活，制備費用高昂，再生困難，處理時間長，礦化效果不佳，使用后的催化劑成為危險廢棄物等，使得催化劑在洗消領(lǐng)域的發(fā)展和應(yīng)用受到阻礙。由于現(xiàn)代戰(zhàn)爭趨于智能化，各種電子設(shè)備和精密儀器的洗消需要更有效、更快速更簡便的綠色洗消技術(shù)。

目前具有應(yīng)用潛力的洗消技術(shù)包括氧化法、光催化技術(shù)、金屬有機骨架化材料（MOFs）洗消技術(shù)、低溫等離子體技術(shù)等。其中，低溫等離子體技術(shù)可以在溫和的條件下實現(xiàn)化學(xué)毒劑分子的有效降解，無二次污染的問題，是一種極具前景的化學(xué)毒劑洗消技術(shù)。

圖1 不同等離子體電極結(jié)構(gòu)示意圖

常用的等離子體洗消技術(shù)包括等離子體射流、介質(zhì)阻擋放電、電暈放電及微波等離子體等。由于電極結(jié)構(gòu)的差異，等離子體射流多用于表面洗消，而介質(zhì)阻擋放電技術(shù)側(cè)重于氣態(tài)化學(xué)毒劑洗消。

研究人員指出，等離子體洗消技術(shù)總體上還處在實驗探索階段，要使其發(fā)展成新一代的大型洗消裝備及系統(tǒng)，還需要解決許多技術(shù)難題：

1）洗消裝置開發(fā)方面：等離子體洗消化學(xué)毒劑發(fā)生裝置包括高壓電源、放電模塊及其他輔助模塊。當(dāng)前等離子體消洗裝置較少，亟需開發(fā)新型高性能等離子體激勵源，精確調(diào)控等離子體能量并提高洗消效率。此外，仍待解決高壓源與放電裝置之間的匹配問題、裝置的可便攜、小型化、大面積等離子體放電產(chǎn)生及穩(wěn)定性等問題，開發(fā)適用于實際應(yīng)用的等離子體洗消工藝及技術(shù)。

2）等離子體洗消機理方面：盡管等離子體洗消效果已被證實，在該應(yīng)用領(lǐng)域，對等離子體的洗消過程中的物理化學(xué)反應(yīng)過程尚不明確，應(yīng)對等離子體參量、反應(yīng)過程及產(chǎn)物調(diào)控進(jìn)行系統(tǒng)研究，建立精準(zhǔn)的實驗診斷技術(shù)和開發(fā)數(shù)值模擬方法，對反應(yīng)的分子動力學(xué)過程進(jìn)行全面的研究。

另外，研究人員在本研究中對等離子體協(xié)同催化劑洗消技術(shù)做了簡述。目前等離子體與催化劑協(xié)同洗消的研究比較少，主要源于反應(yīng)的復(fù)雜性所導(dǎo)致的不同反應(yīng)體系技術(shù)移植比較困難。等離子體協(xié)同催化劑洗消技術(shù)相比于單一的等離子體洗消技術(shù)有更好的處理能力，是未來研究發(fā)展的方向。該方面的研究難點和熱點在于需開發(fā)適于等離子體條件下的高活性洗消催化劑，并解決催化劑失活和催化系統(tǒng)工程化放大的問題。

以上研究成果發(fā)表在2021年第13期《電工技術(shù)學(xué)報》，論文標(biāo)題為“低溫等離子體化學(xué)毒劑洗消技術(shù)研究進(jìn)展”，作者為王瑞雪、李忠文 等。