紫外线（Ultra Violet，UV）有哪些功能？
浏览次数：45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 附近具有最大吸收能力,所以利用其附近波长的紫外线来照射DNA分子,DNA 会因为吸收能量而结构受损。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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