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紫外线(Ultra Violet,UV)有哪些功能?

浏览次数:679次发表时间:2017-07-20

紫外线(Ultra Violet,UV)有哪些功能?

UV光主要应用在杀菌领域,波长 254 nm 紫外线的杀菌能力是强烈直射日光的 1600 倍。由於 DNA 在波长 260 nm 附近具有吸取能力,所以利用其附近波长的紫外线来照射DNA分子,DNA 会因为吸取能量而结构受损。DNA 为基因的主体,因此达到抑制细菌繁殖或是杀菌的功效。

UV在较短的波长具有较高的能量,组合 254 nm 与 185 nm 的紫外线就能够有效分解水中有机物质。由於波长 185 nm 的紫外线具有 647 kJ/mo l的能量,波长 254 nm 的紫外线则具有 471 kJ/mol 的能量,可以将许多有机化合物的化学键结分解断裂(请参考表1)。

表1 185 nm 紫外线对化学键是否可以被解离之参考表

键结

解离能量

kJ/mol

185nm 紫外线

的解离可能性

键结

解离能量

kJ/mol

185nm 紫外线

的解离可能性

CH3-H

434

O

CH3-Br

291

O

CH3-CH3

368

O

H-O (H2O)

499

O

CH3-C2H5

357

O

CH3-OH (alcohol)

383

O

CH3-COOH

403

O

(CH3)2-O (ether)

532

O

CH2=CH2

718

CH3CO-OH

448

O

CH≡CH

960

benzene-OH

458

O

CO-O

271

O

benzene-CH3

417

O

CH3-F

452

O

CH3-NH2 (amine)

333

O

CH3-Cl

345

O

CH3-S

274

O

无法被波长 185 nm 分解的键结,可以 185 nm 与 254 nm 紫外线的共同作用机制下产生氢氧自由基 (hydroxyl radical) 来加以分解。详细机制如下,经紫外线的照射,会使超纯水中的氧分子形成臭氧与氧自由基 (Oxygen radical),进而生成氢氧自由基。

或是直接由水分子生成氢氧自由基。

由於所生成的氢氧自由基活性很强,能够氧化下列有机物质。

经由上述反应,即可分解无法被 185nm 紫外线直接分解的有机物质。

有机物质会被完全分解成二氧化碳,或是因不完全分解而生成其它有机酸成份并残留在水中,与水溶液形成解离平衡,以带有电荷的离子(羧酸根离子、碳酸根离子、重碳酸根离子)的形式存在。

由於紫外线照射会造成有机物质的分解与阴离子的生成,因此在紫外线照射的後段程序中,应使用离子交换树脂等程序来去除水中离子。

优点:

缺点:

有效杀菌。

能氧化分解有机物质。

被氧化的有机物质会造成比阻抗値

的降低,因此需要离子交换树脂作

进一步的纯化。



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