无极紫外灯及其在环境污染治理中的应用.pdf

第26卷第4期
Vol 26. 4
2007年8月
SICHUAN ENVIRONMENT
August 2007
综述
无极紫外灯及其在环境污染治理中的应用
夏兰艳,顾,董文博,侯患奇
(复旦大学坏境科学研究所,上海200433
摘要:无极紫外灯作为一种新型紫外光源,可以克服传统紫外光源的局限性,具有发光物质选择范围广、发光强度
高、寿命长等显著优势。本文介绍了介质阻挡放电和微波放电两种不同放电形式的无极紫外灯.综述了国内外无极紫
外灯在环境污染治理方面的研究现状,并提出了今后的研究发展方向
关键词:无极紫外灯:准分子;微波放电:介质阻挡放电;污染治理
中图分类号:X505
文献标识码:A
文章编号:1001-3644(2007)04-0107-06
E lectrodeless UV Lam p and Its App lication in Pollution Con trol
XIA Tar-yan GU D ing-hong DONG W erbe HOU Huiqi
(In stin te g n romm ental Science Fudan Uniersit. Shanghai 200433 China J
Abstract F kc toeless UV bmps can overcome the lin itations of conv ent inal UV lam ps in the fie Hs of hm inescent
substance applie U intens ity and sev ice life n th is paper electrode less UV kmps w ith two d ifferen t d ischarge types
m icrow ave and dielectric barrier d scharge wcr introuced A r iow w as m ade on the current progress in researches on
cnv inor n tal polltion contml us ing eleetrode ss UV la ps and its deve bpm en t directin w as suggest
K eyw ords Eee trode Ess UV mp xcm cr m rraw ave discha ngc d lecter barrier dischargg polution contio
自1880年发现无极放电现象后,无极灯的研几年;
究主要集中于照明产业。20世纪90年代开始,无
可瞬时启动和再启动,光输出稳定;
极灯在光化学领或的研究逐渐增多。无极灯的紫外
3放电灯制造简便,灯的形状任意:
( U Trav iolet UV)辐射在材料表面改性、干蚀刻、
4灯的更换维修次数少,适用于维修困难的
膜沉积,有机物的合成,光氧化污染治理等方面都场合。
有可观的应用前景。目前光氧化污染治理技术一般
用汞灯作为紫外辐射光源,紫外辐射波长较单
无极灯的放电方式
(185/253.7/365m)。与传统的紫外光源相比
无极灯的激发方式,即无电极放电的方式有四
无极紫外灯由于灯管内没有电极,发光物质选择范种:(1)E型放电,即电容放电,无电极灯泡置
围大大拓宽,可得到传统紫外灯不能得到的紫外光于电容器中间,在高频电场作用下所发生的放电:
波长。灯内可根据需求填充不同的物质、发出真空(2)H型放电,即感应放电,无电极灯泡置于感
紫外到长波紫外范围的福射,編射功率强,光效较应线圈内部或外部,在高频磁场作用下所发生的放
高,是适应光化学反应所需特定波长、高强度的新电;(3)微波放电,无电极灯泡置于谐振腔内
型紫外光源。此外,无极灯还具有以下优点
在磁控管产生的微波电磁场作用下所发生的放电
L不存在电极老化问题,灯的寿命可长达十(4)表面波放电.无极灯插入放电间隙。放电空
收稿日期:200703-05
问表面的电场足够大时可产生等离子体,等离子体
基金项目:上海市科委基金资助项日(?2312044
与管壁形成表面波传播的波导管.从而形成更多的
作者简介:兰増(19?ー女,湖北他人、,复旦大学环境T程等离子体,继而使产生的紫外辐射沿无极灯传播到
@1994-2012ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net
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四川环境
26卷
放电间隙外部。目前应用于污染控制的主要是介质
阻挡放电( D E lectric Barrier D ischarge DBD)无
极灯及微波( M icrow ave)放电无极灯。下面将介
徽波发生器导管
绍这炳种类型的无极州灯
谐振腔
1.1介质阻挡放电无极灯
图2微波无极灯发光原理
多年前DBD被用来工业上大规模制备臭氧
Fg. 2 Sketch of irradiance m echan isn
在水相、气相污染物的治理方面也得到广泛研究。
of m crowave elec modeless bup
由于DBD具有结构简单、高效、低成本等优点,
在1988年 E lisson/和 K oge:采用DBD放电研应的长处,近几年来微波无极灯应用于污染物治理
究了稀有气体X准分子的产生以后.介质阻挡的研究口益増多
放电已被成功用于多种紫外辐射的激发,包括卤素
双原子准分子X2、稀有气体ー卤素准分子RX2无极灯的发光原理
等,辐射波长范围从172mn到351mn
上文提到无极灯可以由高频电场、高频磁场或
介质阻挡放电无极灯属于E型放电灯。其示者做波激发.其技术关键不仪在于放电方式,闻且
意图如图1内外两极间通高频电源,在绝缘介质与灯内填充物质也密切相关。合适的填充物才能被
产生高频电场,溦发无极灯内填充物质,产生紫激发形成等离子体,继而产生紫外辐射。填充物和
外辐射。在无极灯中,稀有气体或稀有气体ー卤素填充量决定着发出的紫外辐射的波长。
化合物的混合气体被密封在石英容器中,容器壁也2.1填充物质
可以作为介质,紫外辐射通过透明的管壁、窗口或
由于没有电极的限制.相对于传统有极灯.无
带孔电极发射出去。受編照的气体、液体或金属、极灯里的填充物质选择范围大大拓宽。可蒸发金属
介质等材料通过圆柱内管或内外管之间的空隙接收如求、钠、硫、研和镉等及卤族元素是比较普遍的
光的辐照和处理
无极灯发光物质。除此之外,一般还要充入一定的
介质外电极灯内填充物质内电极
紫外辐射区
惰性气体,也称为启辉气体或者缓冲气体,其中
目标污染物质
He Ar Kr Xe应用较多。惰性气体的作用举足
轻重,主要是:(1)使灯泡内的电子温度达到
个较佳的值,使发光物质的激发儿率较高;(2)减
小电子的平均自由程.增加粒子问相红.碰撞的机
无极灯
介质
会;(3)通过潘宁效应帮助启动:(4)影响无极
图1介质阻挡放电无极灯示意图
灯功率。惰性气体不与任何其他化学物质产生化学
Fy. I Ske tch of DBD d ischarge eketiodeless kmp

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