Plasma in- or in-contact-with liquid is an emerging technology that has high potential for use in liquid treatment applications. Due to the simultaneous production of highly reactive species, plasmas can efficiently eliminate pollutants that are difficult to remove using conventional methods. In this study, we investigate an AC-driven air plasma in contact with water, generated using five discharge modes. Modes 1, 2, and 3 are run at air-gap distance of 1, 3, and 3.5 mm, respectively, at a repetition rate of 10 kHz (sinusoidal waveform). Water polarity alternates between cathode and anode in modes 1 and 2, whereas mode 3 produces anode polarity only. Mode 4 is similar to mode 1, but with a repetition rate of 5 kHz, while mode 5 is similar to mode 3, but without the high-voltage preceding discharge when water is anode. The electrical characteristics of each discharge mode are presented in detail, and variations in water properties (namely water acidity and conductivity) are also discussed. The effect of discharge mode on the degradation rate of methylene blue (MB), a standard pollutant, is also investigated. Modes 1, 2, and 4 exhibit comparable MB degradation efficiencies, indicating insignificant dependence neither on air-gap distance or number of discharges. The difference between the efficiencies obtained using modes 3 and 5 suggests a substantial effect of the electric field applied between two successive discharges.

中文翻译：

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与水接触的各种空气等离子体放电模式的表征及其对活性染料降解的影响

与液体接触或与液体接触的等离子体是一种新兴技术，在液体处理应用中具有很高的潜力。由于同时产生高活性物质，等离子体可以有效地消除使用传统方法难以去除的污染物。在这项研究中，我们研究了使用五种放电模式产生的与水接触的交流驱动空气等离子体。模式 1、2 和 3 分别以 10 kHz（正弦波形）的重复频率以 1、3 和 3.5 毫米的气隙距离运行。在模式 1 和模式 2 中，水极性在阴极和阳极之间交替，而模式 3 仅产生阳极极性。模式 4 与模式 1 类似，但重复率为 5 kHz，而模式 5 与模式 3 类似，但没有水为阳极时的高压前放电。详细介绍了每种放电模式的电气特性，还讨论了水特性（即水的酸度和电导率）的变化。还研究了排放模式对标准污染物亚甲蓝 (MB) 降解率的影响。模式 1、2 和 4 表现出相当的 MB 降解效率，表明与气隙距离或放电次数无关。使用模式 3 和 5 获得的效率之间的差异表明在两次连续放电之间施加的电场有显着影响。也被调查。模式 1、2 和 4 表现出相当的 MB 降解效率，表明与气隙距离或放电次数无关。使用模式 3 和 5 获得的效率之间的差异表明在两次连续放电之间施加的电场有显着影响。也被调查。模式 1、2 和 4 表现出相当的 MB 降解效率，表明与气隙距离或放电次数无关。使用模式 3 和 5 获得的效率之间的差异表明在两次连续放电之间施加的电场有显着影响。