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紫外线照射法制备臭氧的原理
发布日期:2020-03-05      浏览次数:505

我们知道,臭氧在杀菌消毒方面臭氧消毒舱、臭氧发生器拥有很多优势,臭氧在环境试验如耐臭氧老化试验箱、医疗应用方面也有很多优势,那么,臭氧制备是如何的呢?

 

通常,产生臭氧的方法主要有紫外照射法、电解法、放射化学法和介质阻挡放电法。

 

对于我们用于环境老化试验、医疗应用及杀菌消毒而言,紫外照射法,即光化学法较为常见,那么,今天就来介绍一下光化学法产生臭氧的原理。

 

光化学法-紫外线臭氧发生器制备臭氧,是利用光波中的紫外光会使氧气分子O2分解并聚合成臭氧O3,大气上空的臭氧层即是由此产生的。

 

波长λ=185nm(10-9m)的紫外光效率zui高,此时,光量子被O2吸收率ZUI大。

 

其化学反应过程为:

 

O2+hr→O+O

O2+O+M→O3+M

 

hr—紫外光量子

M存在的任何惰性物质,如反应器器壁、氮、二氧化碳气体分子等

 

使用185nm紫外光产生的臭氧的光效两位130gO3/KW.h,是比较高的那么,185nm波长紫外线怎么得到呢?

 

25℃时,低压汞蒸气灯(也叫臭氧灯,臭氧发生器)在汞蒸气压比较低时(汞蒸气压力为1.3~13Pa(0.01~0.1mmHg)),该灯的主射线为253.7和184.9nm。电流通过汞蒸气时会产生波长为253.7nm为主、少量波长184.9nm的共振辐射,这一波长的辐射效率达60%,而可见辐射则很少,仅占输入电能的2%左右。所以低压汞蒸气灯是效率很高的紫外线光源。一般紫外线灯具都是采用低压汞蒸气灯作光源  

 

但目前低压汞紫外线灯的光-电转换效率很低,只为0.6%~1.5%,则紫外线法产生的臭氧的电耗高达600Kwh/kgO3,即1.5gO3/Kw.h,工业应用价值不大。

紫外线法产生臭氧的优点是对湿度、温度不敏感,具有很好的重复性;同时,可以通过汞灯的功率线性控制臭氧浓度、产量这些特点对于臭氧用于人体治疗及作为仪器的臭氧标准原是非常合适的,缺点是能耗高、产量低,不适合大规模使用。。

 

目前新冠病毒肺炎疫情期间杀菌消毒应用化学消毒法(消毒剂)、紫外线杀菌灯和臭氧发生器杀菌消毒等方法,其中臭氧发生器产生的臭氧广泛应用于空气、物品的杀菌消毒。

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