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臭氧在空气净化中的应用

【发布时间:2017-08-09】 【查看次数:495】
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臭氧是一种强氧化性的物质,它的氧化还原电位仅次氟,其氧化能力高于氯和二氧化氯,具有极优的杀菌消毒能力和去除异味的作用,目前已得到了广泛的应用。臭氧的应用基础是其氧化能力和杀菌性。早在19世组,人们就认识到了臭氧的强氧化性,发现臭氧对木材、稻草、淀粉、植物色素、天然橡胶、脂肪、动植物油与酒精等物质都有氧化作用。1968年德·洛贝斯利用臭氧将煤焦油混合物氧化为适于涂料、油漆使用的产品,获得了臭氧应用技术的第一项专利。1873年报道了臭氧在食糖精制和亚麻漂白方面的生产因公。一百多年来臭氧的应用已经深入到多个领域,如医学、卫生、化工生产、污水处理和饮用水杀菌消毒等行业,并取得了显著效果。随着人们对周围环境空气质量的重视,近年来臭氧在室内空气净化领域的向用得到了广泛的关注。

1 臭氧的理化性质

常温常圧下, O3是一种不稳定的有毒淡紫色气体.微量时有“清新”味,,浓度高时有强烈的漂白粉味。标况下O3的溶解度为0.68g/L,比O2大10倍左右,溶解系数为0.32,密度为2.143g/ml。液态时O3为蓝黑色,在空气-O2的混合气中,当O3的质量百分比波度超过30%时极易发生爆炸,它对紫外线的最大吸收波长为254 nm,工作环境中允许的最大浓度TCV≤0.1ppm,理论上, O3的溶解度随温度的升高而降低, O3易热分解, 270℃时迅速分解为O2。它在醋酸、 乙酸酐、丙酸、丙酸酐、二氯乙酸、氯仿及四氯化碳中的溶解度比在水溶液中大。

2 臭氧的特点

2.1强氧化性

臭氧具有强氧化性,可以与多种无机物(如硫化物)和有机物 (如烯烃类化合物)发生氧化反应。此外,臭氧可破坏分解细胞内部氧化葡萄糖所必须的葡糖糖氧化酶,也可以直接与细菌、病毒发生作用,破坏细胞、核糖核酸.从而达到杀菌的目的.

2.2环保性

臭氧在与其他物质反应的过程中,多余的部分会重新分解还原为普通氧分子,不存在任何有毒残留物,同时可改善空气品质,具有绿色环保的特点, 被誉为绿色消毒剂。

2.3便捷性

在使用时,臭氧的发生量可以根据需要自由调节,并可以自由设置臭氧的产生时间,且臭氧的发生装置易于安装,操作简单方便。最典型的代表就是生态负离子空气净化器的臭氧系统。

3臭氧在空气净化中的应用

臭氧作为一种强氧化性的物质,可以和大多数有机物发生反应,如甲苯、二甲苯、硫化氢及一些不饱和烃类化合物,同时臭氧对于细菌、病毒等微生物也具有很强的杀灭作用,因此在空气浄化领域中得到了广泛的应用。

近年来,甲醛、苯、二甲苯等voc污染由于其造害性大、来源广、 释放用期长等原因受到了人们的日益重视.如何将其有效的清除一直是研究的热点。 臭氧由于具有强氧化性,在一定波度下可以与甲醛、苯、二甲苯等污染物发生氧化还原反应,因此可用于对室内化学性污染的净化处理.。在考察了低浓度臭氧对室内空气甲醛污染的浄化效果后表明,在臭氧波度低0.075mg/m3的条件下,臭氧对甲醛的浄化率为41.7%。在利用臭氧空气净化器对甲醛等净化效果进行实验研究后发现,臭氧对甲醛的净化有着良好的效果。

此外,对化学性污染物的浄化也常利用臭氧的强氧化性,通过臭氧催化氧化的方法来大幅度提高净化效果,该方法更适用于低浓度的气体污染物的净化处理。Naydenov和Mehandjiev在二氧化锰催化剂存在的条件下考察苯的净化效果时,发现臭氧能够有效降低反应的活化能,最高可降至无臭氧环境的三分之一,从而大幅度提高苯的净化效率。

4存在问题及应用前景

臭氧的强氧化性是一把双刃剑,它在有效净化空气、给人们生活带来洁净环境的同时,如果使用不当也能造成浓度超标,危害人体健康。如臭氧可以氧化人体的鼻咽及呼吸造粘膜,引起咳嗽、气短和胸痛等症状。此外臭氧还有可能会加重慢性呼吸道疾病,如哮喘,使人体对呼吸道感染的免疫力降低。因此,许多国家及组织均制定了严格的臭氧安全标准。如郭剂臭氧协会和美国规定了空气中臭氧浓度不得超过0.1ppm,我国在室内空气质量标准 也对臭氧浓度作出了严格限制:室内环境中的臭氧波度1 h均值不得超过0.16ppm。

但从整体来看,臭氧对空气净化的应用研究是一个十分有前景的课题,其应用范围也尚存在巨大空间,值得推广。JZX


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