紫外線照射法制備臭氧的原理

我們知道，臭氧在殺菌消毒方面（臭氧消毒艙、臭氧發生器等）擁有很多優勢，臭氧在環境試驗（如耐臭氧老化試驗箱）、醫療應用方面也有很多優勢，那么，臭氧制備是如何的呢？

通常，產生臭氧的方法主要有紫外照射法、電解法、放射化學法和介質阻擋放電法。

對于我們用于環境老化試驗、醫療應用及殺菌消毒而言，紫外照射法，即光化學法較為常見，那么，今天就來介紹一下光化學法產生臭氧的原理。

光化學法-紫外線臭氧發生器制備臭氧，是利用光波中的紫外光會使氧氣分子O₂分解并聚合成臭氧O₃，大氣上空的臭氧層即是由此產生的。

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

其化學反應過程為:

O₂+hr→O+O

O₂+O+M→O₃+M

hr—紫外光量子

M—存在的任何惰性物質，如反應器器壁、氮、二氧化碳氣體分子等

使用185nm紫外光產生的臭氧的光效兩位130gO₃/KW.h,是比較高的，那么，185nm波長紫外線怎么得到呢？

25℃時，低壓汞蒸氣燈（也叫臭氧燈，臭氧發生器）在汞蒸氣壓比較低時（汞蒸氣壓力為1.3～13Pa（0.01～0.1mmHg）），該燈的主射線為253.7和184.9nm。電流通過汞蒸氣時會產生波長為253.7nm為主、少量波長184.9nm的共振輻射，這一波長的輻射效率達60%，而可見輻射則很少，僅占輸入電能的2%左右。所以低壓汞蒸氣燈是效率很高的紫外線光源。一般紫外線燈具都是采用低壓汞蒸氣燈作光源  

但目前低壓汞紫外線燈的光-電轉換效率很低，只為0.6%~1.5%，則紫外線法產生的臭氧的電耗高達600Kwh/kgO₃,即1.5gO₃/Kw.h，工業應用價值不大。

紫外線法產生臭氧的優點是對濕度、溫度不敏感，具有很好的重復性；同時，可以通過汞燈的功率線性控制臭氧濃度、產量，這些特點對于臭氧用于人體治療及作為儀器的臭氧標準原是非常合適的，缺點是能耗高、產量低，不適合大規模使用。。

目前新冠病毒肺炎疫情期間殺菌消毒應用化學消毒法（消毒劑）、紫外線殺菌燈和臭氧發生器殺菌消毒等方法，其中臭氧發生器產生的臭氧廣泛應用于空氣、物品的殺菌消毒。