Rev. Phys. Appl. (Paris) 25, 535-543 (1990)
DOI: 10.1051/rphysap:01990002506053500

Interactions with aqueous solutions of the air corona products

J.L. Brisset¹, J. Lelievre², A. Doubla¹ et J. Amouroux<sup>1

1</sup>  Laboratoire des Réacteurs chimiques en phase plasma, E.N.S.C.P., 11 rue Pierre et Marie Curie, 75005 Paris, France
²  Laboratoire de Physicochimie des Solutions, E.N.S.C.P., 11 rue Pierre et Marie Curie, 75005 Paris, France

Abstract
The interaction with aqueous solutions of an air plasma provided by a D.C. point-to-plane corona device at atmospheric pressure has been investigated with focusing on the chemical properties of the neutral species after separation from the ion flux. Evidence is given of acid effects induced on the target solution. The increase in acidity due to the treatment by the chargeless activated species - mainly singlet oxygen in air and oxygen plasmas - is measured and related to the quantity of electricity involved in the discharge. In addition, acid-base indicators trapped in a gel are used to develop the acid effect and allow to measure the treated area, in order to get an analytical tool to predict the corona treatment. This area depends on the electric parameters voltage and current intensity, on the distance from the point electrode, on the electrode gap and on the initial acidity of the target.

Résumé
Le traitement d'une solution aqueuse par un plasma d'air obtenu par décharge couronne pointeplan continue à la pression atmosphérique permet d'aborder en termes de chimie les problèmes d'interaction d'un plasma avec une surface. Une attention particulière est portée aux effets des particules activées non chargées sur la cible qui se manifestent, après filtrage des ions, par une acidification marquée du milieu. L'accroissement d'acidité sous l'effet des entités non chargées (principalement l'oxygène singulet dans des plasmas d'air ou d'oxygène) est mesuré par pH-métrie en fonction de la durée de traitement et de l'intensité du courant électrique : la décroissance linéaire du pH est liée à la quantité d'électricité mise en jeu. De plus, l'immobilisation de solutions basiques d'indicateur dans un gel exposé au flux des espèces neutres activées, permet de révéler l'effet acide. La zone traitée est ainsi mise en évidence ; ses dimensions dépendent des paramètres électriques U, I, de la distance interélectrodes, de la durée de traitement, de la distance pointecible et de la basicité initiale de la cible. Des abaques sont données pour prévoir les effets du traitement.

PACS
5275 - Plasma devices and applications.
5280H - Glow and corona discharges.
5270 - Plasma diagnostic techniques and instrumentation.

Key words
corona -- pH -- plasma applications -- plasma diagnostics -- solutions -- singlet O sub 2 -- O sub 2 plasma -- aqueous solutions -- air corona products -- air plasma -- DC point to plane corona device -- atmospheric pressure -- chemical properties -- neutral species -- ion flux -- acid effects -- target solution -- acidity -- chargeless activated species -- electricity -- discharge -- acid base indicators -- gel -- analytical tool -- corona treatment -- voltage -- current intensity -- point electrode -- electrode gap -- acidity