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紫外線如何產(chǎn)生臭氧的?
發(fā)布時(shí)間:2020-12-30 13:52 瀏覽次數(shù):1064
 理論上,光子能量高于鍵能即可打斷化學(xué)鍵。所以波長短于243 nm的紫外線都能激發(fā)空氣或水中的氧氣產(chǎn)生臭氧。波長高于243 nm的UVC-LED不產(chǎn)生臭氧。

低壓汞燈會產(chǎn)生臭氧,因?yàn)檎魵鈮涸?.3~13P低壓汞燈發(fā)光光譜中天然有185nm的真空紫外線。這種紫外線會激發(fā)空氣中的氧氣產(chǎn)生化合反應(yīng)變成臭氧。這本質(zhì)上是紫外線打斷了氧氣分子中的氧氧共價(jià)鍵,再和氧氣分子結(jié)合形成了O3。UVC-LED不會產(chǎn)生臭氧,因?yàn)檠跹豕矁r(jià)鍵鍵能高達(dá)5.1eV,對應(yīng)需要波長至少短于243nm的紫外線才能夠打斷,最終生成臭氧。

2. LED為什么不產(chǎn)生臭氧?

低壓汞燈通過控制蒸氣壓提高了短波紫外線的能級躍遷概率,但還會伴隨其它躍遷,以254和185nm發(fā)光為主。UVC-LED第一能級躍遷概率占主要,所以發(fā)光純粹,常見UVC-LED波長高于255 nm。 

低壓汞燈是一種氣體光源,它的激發(fā)態(tài)能級位置已經(jīng)由汞這種物質(zhì)決定了。所以雖然有高壓、中壓、低壓汞燈,但蒸氣壓大小的區(qū)別主要還只是調(diào)節(jié)了不同激發(fā)態(tài)之間躍遷的概率大小,也就是不同特征峰的相對強(qiáng)度。所以低壓汞燈以254和185nm發(fā)光為主。UVC-LED作為一種量子阱結(jié)構(gòu)的AlGaN半導(dǎo)體發(fā)光二極管,E0躍遷占主導(dǎo),峰值波長只有一個(gè),例如275nm,可以發(fā)現(xiàn),深紫外LED光譜主峰的半高寬顯著低于藍(lán)光,也是因?yàn)榱孔于灏l(fā)光比多尺寸量子點(diǎn)發(fā)光器件的電子躍遷更加單一。因?yàn)槟壳翱闪慨a(chǎn)的UVC-LED的發(fā)光波長還沒有低于243nm的,所以殺菌消毒用的深紫外UVC-LED,不產(chǎn)生臭氧。
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