UV光解处理VOCs技术的探讨-北极星VOCs在线

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最近几年UV光解技术在处理挥发性有机废气（VOCs）和除臭得到了广泛的应用。然而，对于UV光解技术处理VOCs的效果却褒贬不一。虽然我不是这个领域的，但是通过学习，分享给各位我对UV光解技术的一些认识和体会，供大家讨论。

一、UV光简介

我们平时常见的白色太阳光，实际上是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光组成的。其中可见光处在波长380-780nm之间（有的说400-800nm）。紫外光是电磁波谱中波长从10~380nm辐射的总称，肉眼是看不到的。

紫外光开始于可见光的短波极限，而与X射线的长波波长相重叠。紫外光可划分为长波（UVA，315～380nm）、中波(UVB，280～315nm)、短波(UVC，200～280nm)、真空紫外(UVD，10～200nm)4个波段，相应的源分别称之为长波、中波、短波和真空紫外光源。

二、紫外光源

紫外光源是以产生紫外辐射的的非照明用光源。紫外光源具有荧光效应、生物效应、光化学效应和光电效应，适用于工业、农业、国防和医疗等领域。

紫外光源主要有紫外线高压汞灯（～365nm）、低压汞灯(～254nm和185nm)等等。低压汞灯是利用较低汞蒸汽压（<10-2Pa）被激化而发出紫外光，其发光谱线主要有两条：一条是254nm波长；另一条是185nm波长，这两条都是肉眼看不见的紫外线。

由于紫外线无法通过普通玻璃，因此必须使用石英玻璃，而且是高纯度的石英玻璃，对杂质含量要求非常高。如果在石英玻璃中含有钛元素，对200nm以下的紫外线具有截止作用，而对254nm紫外线透过基本无影响。利用这个原理，可以通过控制钛元素的添加量，可有效的控制185nm紫外线的逸出（通过）量。由于185nm的紫外线能够激发空气中的氧气生成臭氧（O3），因此通过改变石英玻璃的性能，控制臭氧产生量，以制作低臭氧(无臭氧)、臭氧、高臭氧等三种紫外灯管。

三、光子能量与化学键键能

光子能量计算公式为：E(能量)=h(普朗克常数)×H(频率)，可将计算公式简化为E=1240/λ（λ为光波长，nm），光子能量可以按照这个简单公式来计算，光子波长越短其能量越高。100nm光子能量为12.4eV；200nm光子能量为6.2eV；300nm光子能量为4.1eV；400nm光子能量为3.1eV。

表2为挥发性有机物中常见的化学键的键能，同时增加了氧气（O2）的键能。从表中可以看出，C-N和C-S键的键能较低，容易断裂。氧气（O2）中的O=O的键能为5.16eV。当紫外光的光子能量大于化学键键能时，紫外光光子可以破坏化学键。由于C-N和C-S键的键能较低，因此任何波长的紫外光都可以解离C-N和C-S键。而O2中O=O键的键能为5.16eV，对应的紫外光波长为240nm，理论上波长小于240nm的紫外光，可以解离氧气分子生成氧原子。氧原子再与氧分子结合生成臭氧（O3），这也是为什么185nm紫外光能够生成臭氧，而254nm紫外光不生成臭氧的原因。

原标题：UV光解处理VOCs技术的探讨

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