臭氧的作用与功效是什么 臭氧的产生方法有哪些

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摘要:臭氧是一种存在于距地球表面20公里的臭氧层中的气体,化学式是O₃,具有强氧化性,能吸收削弱对人体有害的短波紫外线。臭氧主要应用于杀菌、消毒、漂白、除臭、治病等领域,具有较高的使用价值。臭氧的产生方法主要有紫外照射法、电解法、放射化学法、介质阻挡放电法,通过这四种方法可以人为制造臭氧。下面给大家简单介绍一下臭氧的相关知识。

臭氧是什么

臭氧的分子式为O₃,是氧元素的一种同素异形体,有鱼腥气味的淡蓝色气体,液态呈暗黑色,固态呈蓝黑色。臭氧有强氧化性,是比氧气更强的氧化剂,可在较低温度下发生氧化反应。臭氧主要存在于距地球表面20公里的同温层下部的臭氧层中,是由大气中氧气吸收了太阳的波长小于185nm紫外线后生成的,它吸收、阻挡并削弱对人体有害的短波紫外线,防止其到达地球。

臭氧的功效与作用

1、杀菌

可以迅速而彻底的消减消除空气中、水中的病毒及细菌。据学术单位实验报告指出:水中臭氧浓度在0.05ppm时,经处理十至十几分钟,细菌灭活率在99%以上。臭氧是一种强氧化剂,灭菌过程属生物化学氧化反应。臭氧灭菌有以下3种形式:

(1)臭氧能氧化分解细菌内部降解葡萄糖所需的酶,致使TCA循环无法进行,从而导致细胞生命活动所需的ATP无法供应,使细菌灭活死亡。

(2)直接与细菌、病毒作用,破坏它们的细胞器和DNA、RNA,使细菌的新陈代谢受到破坏,导致细菌死亡。

(3)透过细胞膜组织,侵入细胞内,作用于外膜的脂蛋白和内部的脂多糖,使细菌发生通透性畸变而溶解死亡。

2、消毒

(1)臭氧具有杀灭空气中含有的细菌和病毒,有降尘的功能,使空气清新自然,起到消除疲劳,提神醒脑的效果。

(2)臭氧与负离子共同作用有极好的果蔬保鲜功能,因此利用臭氧技术可以大大延长果蔬的保鲜、贮存时间,扩大其外运范围。另外,臭氧技术还可以用于净菜处理中的杀菌消毒。

(3)用臭氧配合紫外线照射可以将工业废水中有毒碳氢化合物氧化分解,同时去除重金属离子。这种方法在染料业废水处理中已取得95%的净化率,比传统方法提高25%。处理后的工业污水可以循环使用,避免了水土污染,节约了工业用水。

(4)具有高效、迅速杀菌作用的臭氧在医院环境消毒、术前消毒等方面大有用武之地.

(5)在饮料、果汁等生产过程中,臭氧水可用于管路、生产设备及盛装容器的浸泡和冲洗,从而达到消毒灭菌的目的。

(6)臭氧消毒具有消毒无死角,杀菌效率高,除异味,无残留、无污染的优点,方便可靠。

3、漂白

因臭氧有很强的氧化作用,所以本身就是很强的漂白剂,可应用于洗衣、食品、废水处理。

4、除臭

臭氧是一种清洁氧化剂,不会产生二次污染物,因臭氧有很强的氧化分解能力,可迅速而彻底的消除空气中、水中的各种异味。

5、治病

臭氧在临床的应用已经从最开始的治疗结肠炎,皮肤坏疽发展到今天的治疗脑中风、风湿性疾病、关节疾病、椎间盘突出症、抗自由基防衰老、急慢性肝炎、前列腺炎、压疮引起的慢性伤口、阴道炎等方面,但从治疗效果、操作技术、推广应用等方面主要体现在以下几方面:

(1)治疗椎间盘突出症

(2)治疗病毒性肝病

(3)治疗缺血缺氧疾病

臭氧的产生方法

产生臭氧的方法主要有紫外照射法、电解法、放射化学法和介质阻挡放电法。

1、紫外照射法

紫外照射法是利用紫外线照射干燥的氧气,使一部分氧分子被激活离解成氧原子,进而形成臭氧。紫外照射法产生臭氧的缺点是能耗高、臭氧浓度低,因此紫外照射法用于大量生产臭氧是不现实的,只适合于少量、低浓度要求的各种试验,如空气消毒、灭菌、除臭等,常见于消毒碗柜上使用。

2、电解法

电解法制备臭氧技术创立于1840年,主要通过采用低压直流电对水进行电解,使水在阳极-溶液界面上发生氧化反应产生臭氧。该臭氧制备装置由电解质溶液和阴阳两极构成。臭氧在阳极析出,阴极可分为两种,分别为析氢阴极和氧还原阴极。大部分臭氧发生器产生臭氧使用的就是电解法。

八十年代以前,电解液多为水内添加酸、盐类电解质,电解面积比较小,臭氧产量低,运行费用高。经过人们对极板材料、电解液与电解机理、过程方面的大量研究,电解法制臭氧技术有了很大的进步。近来发展的SPE(固态聚合物电解质)电极与金属氧化催化技术,使电解纯净水得到14%以上的高浓度臭氧。

电解法产生臭氧具有浓度较高、成份纯净、水中溶解度高 、对进料空气无须进行预处理且不会产生氮氧化物;此外,该臭氧生产设备小且轻便,结构简单,无噪声、便携,因此其应用前景非常广阔。其主要缺点是能耗较大。

3、放射化学法

放射化学法是利用各种放射源核辐射离解氧分子生成臭氧。该法已有两种工艺用于工业型臭氧生产,一是氧同裂变产物接触,由辐射、氧同裂变产物及二次辐射的热碰撞产生臭氧。二是仅在辐射下生成臭氧,该方法因采用放射源其成本高、安全性差,只适用于某些特殊情况,不适合于工业大量生产。

4、介质阻挡放电法

也称无声放电法(简称DBD法)。通过交变高压电场在气体中产生电晕,电晕中的自由高能电子离解氧气分子,经碰撞聚合为臭氧分子。介质阻挡放电法具有能耗相对较低、单机臭氧产量大,气源可用干燥空气、氧气或含氧浓度较高的富氧气体等优点,因此工业上合成臭氧大多采用此法。

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