本实用新型公开了一种低温等离子体放电产生瞬态自由基的捕集装置。在平均电场强度4～10kV/cm下，低温等离子体电晕放电产生的瞬态气相自由基与溶液中的自旋捕集剂反应形成自旋加合物，自旋捕集剂溶液浓度0.001～0.1mol/L，反应时间1～100s，反应结束后，取0.1～0.2mL捕集液装入石英扁平样品管中用电子自旋共振仪检测，通过自旋加合物产生的特征ESR谱线形态来确定自由基的种类，谱线信号的强度确定其含量。本实用新型利用电子自旋捕集技术，通过瞬态气相自由基与自旋捕集剂发生自旋加合反应，快速捕集到低温等离子体反应中产生的多种瞬态气相自由基，并通过电子自旋共振仪扫描，准确定性定量。本实用新型可实现气相自由基的检测，为低温等离子体放电的机理研究奠定基础。