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在外加电场的作用下，介质放电产生的大量携能电子轰击污染物分子，使其电离、解离和激发，然后便引发了一系列复杂的物理、化学反应，使复杂大分子污染物转变为简单小分子物质，或使有毒有害物质转变成无害或低毒低害的物质，从而使污染物得以降解去除。因其电离后产生的电子平均能量在10ev ，适当控制反应条件可以实现一般情况下难以实现或速度很慢的化学反应变得十分快速。
等离子体化学反应过程中，等离子体传递化学能量的反应过程中能量的传递大致如下：
(1) 电场＋电子→高能电子
(2) 高能电子＋分子(或原子)→(受激原子、受激基团、游离基团) 活性基团
(3) 活性基团＋分子(原子)→生成物+热
(4) 活性基团＋活性基团→生成物+热
从以上过程可以看出，电子从电场获得能量，通过激发或电离将能量转移到分子或原子中去，获得能量的分子或原子被激发，同时有部分分子被电离，从而成为活性基团；之后这些活性基团与分子或原子、活性基团与活性基团之间相互碰撞后生成稳定产物和热。另外，高能电子也能被卤素和氧气等电子亲和力较强的物质俘获，成为负离子。