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低溫等離子體是繼固態、液態、氣態之后的物質的第四態，當外加電壓達到氣體的著火電壓時，氣體被擊穿，產生包括電子、各種離子、原子和自由基在內的混合體。放電過程中雖然電子溫度很高，但重粒子溫度很低，整個體系呈現低溫狀態，所以稱為低溫等離子體。
低溫等離子體內部產生富含高化學活性的粒子，如電子、離子、自由基和激發態分子等。廢氣中的污染物質與這些具有較量的活性基團發生反應，終轉化為CO2和H2O等物質，從而達到凈化廢氣的目的。
低溫等離子體去除污染物的機理：
等離子體化學反應過程中，等離子體傳遞化學能量的反應過程中能量的傳遞大致如下：
(1)電場＋電子→電子
(2)電子＋分子(或原子)→(受激原子、受激基團、游離基團)活性基團
(3)活性基團＋分子(原子)→生成物+熱
(4)活性基團＋活性基團→生成物+熱
從以上過程可以看出，電子首先從電場獲得能量，通過激發或電離將能量轉移到分子或原子中去，獲得能量的分子或原子被激發，同時有部分分子被電離，從而成為活性基團；之后這些活性基團與分子或原子、活性基團與活性基團之間相互碰撞后生成穩定產物和熱。另外，電子也能被鹵素和氧氣等電子親和力較強的物質俘獲，成為負離子。這類負離子具有很好的化學活性，在化學反應中起著重要的作用。
