深紫外UVC-LED工作中產(chǎn)生臭氧嗎？

發(fā)布時間：2021-12-09 10:40 來源：螢光創(chuàng)新

不產(chǎn)生

臭氧殺菌原理：波長185nm的UVD紫外線照射空氣，能夠分解空氣中的氧氣份子，生成的O原子再與氧氣結(jié)合產(chǎn)生臭氧。臭氧具有強氧化作用，能破壞分解細胞的細胞壁，透進細胞內(nèi)氧化分解破壞葡萄糖氧化酶、RNA/DNA、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)類、多糖類大分子聚合物，使細菌的代謝和繁殖過程遭到破壞而死亡，達到殺菌消毒的效果。

深紫外線UVC殺菌有兩種方式：一種為傳統(tǒng)紫外線汞燈，另外一種為UVC LED燈。紫外線能量使生物DNA（脫氧核糖核酸）、RNA（核糖核酸）結(jié)構(gòu)受損，進而達到抑制細菌繁殖或是殺菌的功效。

汞燈殺菌“包括254nm（直接照射殺菌，無臭氧），以及185nm（臭氧殺菌“）兩種。臭氧對于人體有害，在消毒完成后，需要開窗通風(fēng)30-60分鐘，直至沒有臭氧的刺鼻氣味為止。

而UVC LED無須預(yù)熱時間（Warm-up Time）、不使用汞，所以具有環(huán)保、壽命長、節(jié)能、熱損失較少等優(yōu)點。除此之外，UVC LED照射安全顧慮較小。加上光源小型化的優(yōu)勢，可充分對應(yīng)到小型空間與表面殺菌“的市場需求

紫外線如何產(chǎn)生臭氧的？

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，因為蒸氣壓在1.3～13P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鍵，再和氧氣分子結(jié)合形成了O3。UVC LED不會產(chǎn)生臭氧，因為氧氧共價鍵鍵能高達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。

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，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光，也是因為量子阱發(fā)光比多尺寸量子點發(fā)光器件的電子躍遷更加單一。因為目前可量產(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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