紫外线清洗线作用

紫外线的清洗作用点击数：110【字体：小大】【收藏】【打印文章】【查看评论】在石英、玻璃、陶瓷及硅片和带有氧化膜的金属等材料上的有机污垢物的去除常用到紫外线的清洗作用。下面介绍紫外线的产生以及它的清洗作用。一、紫外线及其作用紫外线是一种波长在可见光与X射线之间的光线，是波长在100〜400nm范围的电磁波。通常的光学玻璃可透过波长在350nm以上的紫外线，水晶和石英玻璃能透过波长更短一些的紫外线。紫外线具有较高的能量，波长越短的紫外线能量越高。一些物质的分子吸收紫外线后会处于高能量的激发状态，有解离或电离的倾向。光波的能量符合公式：hCE= （10—6）入式中E——能量，kJ/mol；h——普朗克常数，6.626x10-34J/s；C 光速，2.998x101cm/s；入 波长，nmo根据计算知波长为365nm的紫外线能量为327.5kJ/mol，而波长为253.7nm和184.9nm的紫外线能量为472kJ/mol和648kJ/mol。波长越短能量越高。而有机物牡子巾的C—键能和C—H键能分别为377.6kJ/mol和413.2kJ/mol，与紫外线能量相近，因此举外线照射有啤坏有机物分子中化学键使之分解的作用，具体表现如下。1.紫外线引起有机物的分解紫外线对微生物有很强的杀灭作用，因此在制备超纯水时要利用紫外线进行杀菌处理。当微生物中的有机物分子中的原子吸收波长在210—296nm的紫外线后会被激发进而引起有机物分子的分解。研究结果表明，杀菌力最强的紫外线被长在265nm附近。同样道理，紫外线可使有机性污垢分解去除。在这方面科学家们做了许多研究。如R.R.Sowell在1974年做过一个实验：把一片被巴西棕榈蜡污染过的玻璃用三氯乙烯溶剂清洗，然后在实验过程中不断用紫外线对玻璃进行近距离照射，清洗之前，三氯乙烯在玻璃上的接触角为30°，发现随着照射紫外线时间的延长，接触角逐渐降低。lgh后达到洗净玻璃在理论上可以达到的最小接触角4。〜5°）。其实验结果见图10—32o图10—32紫外线清洗试验图10—33紫外线一臭氧并用法实验装置紫外线促进臭氧分子的生成：当空气中的氧分子吸收240nm以下波长的紫外线后会生成臭氧分子。在生成臭氧的同时也生成有强氧化力的激发状态的氧气分子。紫外线3。 2=====2。3由于太阳光中含有大量紫外线，在通过地球外层大气圈时，具有高能量的短波紫外线（波长240nm以下）与大气中的氧气反应，生成臭氧而被大气吸收，只有能量较低的长波紫外线能透过大气层，大气臭氧层的形成保护了地球上的生命免受紫外线的伤害。因此，保护大气臭氧层这个天然屏障对人类有着非常重要的意义。由于紫外线既可使组成污垢的有机物分子处于激发状态，又能产生臭氧这种具有强氧化力的物质，所以人们研究出利用紫外线一臭氧协同作用的清洗方法：紫外线一臭氧并用法（UV-O3法），它是一种重要的干式清洗方3法。二、紫外线一臭氧并用清洗法（UV—O3法）又如J.R.Vig等人在1976年利用图10-33的实验装置对被皮脂污染过的石英晶片进行清洗实验。图10-33装置中的光源为低压汞灯，灯外罩玻璃是用熔融石英玻璃制成的（以保证紫外线完全可以通过）。装置1中，低压汞灯发出的光90%是波长为253.7nm的紫外线，还有一定，数量的波长为184.9nm的紫外线。装置2中低压汞灯发射出的184.9nm波长的紫外线被灯管玻璃吸收，只能发射出253.7nm的紫外线，把这个低压汞灯与一个放电产生臭氧的臭氧发生器组合在一起。在距离汞灯为1cm处的辐照度为1.6W/cm2。被皮脂污染过的石英晶片在清洗处理前后都用测定清洁度的装置（蒸气测试）进行测定，实验结果见表10-9。表10-9紫外线一臭氧法实验使用装置处理条件洗净速度使用装置处理条件洗净速度图10-33,装置1装置2253.7+184.9nm+O3253.7nm+O320s90s装置2装置2253.7nmO31h10h实验结果表明，波长253.7nm的紫外线能激发有机物污垢的分子，而波长184.9nm的紫外线能激发氧气生成臭氧，并与紫外线发生协同作用促进有机物氧化，最后使有机物污垢分子分解成挥发性小分子CO2、H20和N2等。只用臭氧和只用253.7nm波长的紫外线清洗去污时，速度都很慢；而用图10-33装置l中的253.7nm波长的紫外线与能激发氧气产生臭氧的184.9nm波长的紫外线去污时，以及用装置2中的253.7nm波长的紫外线和臭氧发生器协同作用时，都会使清洗速度大大加快。根据这些实验结果，人们目前已开发出有一定功率的实用型紫外线一臭氧并用的清洗装置。但使用紫外线一臭氧法清洗还存在一些需要解决的问题。主要有以下几点。（1）污垢中的无机成分或处理后的灰分会残留在物体表面，因此需要采用相应的办法进步清除；（2） 处理时，当清洗对象表面与照射光源距离稍远时，产生的。。会自动分解失去作用。（3） 这种处理方法要求紫外线能透过清洗对象表面，对有立体结构的清洗对象不太适合，只能清洗平面结构的物体。（4） 由于需防止臭氧扩散对人体造成损害，需要在密闭装置中进行清洗。（5） 由于臭氧是通过氧化反应去除污垢的，所以容易被氧