臭氧知識 ～臭氧基礎知識
概述 : 臭氧的稱謂同它的獨特氣味早記載于荷馬（ Homer) 的長詩 " 伊里亞德和奧德賽 ”（ Iliad and Odyssey)里，他注意了伴隨雷電產生的這種氣味，并把他的印象寫了進去。因此在圣經第 12 章奧德賽第 417節(jié)里，有丘比特（Jupiter) 用雷電擊船
，船內 “完全充滿了硫黃臭味 ”
。
1785 年德國物理學家馮·馬魯姆（Van Marum)用他的大功率電機進行試驗時發(fā)現(xiàn)，當空氣流過一串電火花時，就產生一種特殊的氣味
?div id="jfovm50" class="index-wrap">？唆斠量讼煽耍–ruikshank)1801 年觀察到水電解過程中在陽產生同樣氣味的氣體。
1840 年荷蘭的科學家舒貝因（Schonbein)向慕尼黑科學院提交的一份備忘錄中宣告了臭氧的發(fā)現(xiàn)，他在電解和火花放電試驗過程中曾聞到一種獨特的氣味
，他還指出，在閃電過后亦可聞到同樣的氣味
。舒貝因斷定這是一種新物質產生的氣味
，他把它命名為“Ozone”( 臭氧 ) ，取自希臘字 “Ozein” 一詞
，意為“ 難聞 ”
。
1845 年，德 · 拉 · 里韋（De La Rive) 和馬里亞斯（Marignac) 通過用純氧電火花作用獲得了臭氧。 1848 年亨特（ Hunt)根據(jù)當時所了解的臭氧的性質得出他的判斷，預言臭氧為三個原子氧。1860 年安德魯（Andrew)和泰特（Tait)發(fā)現(xiàn)氧氣在轉化為臭氧的過程中體積減少。然而當臭氧轉化為氧氣時恢復到原有的體積，同時還發(fā)現(xiàn)少量的汞或金屬銀具有分解臭氧的能力。
1866 年索雷特（Soret)利用通過電解得到臭氧和氧的混合氣體進行試驗，斷定臭氧的密度是氧的1.5倍。為驗證此結論，索雷特測定了臭氧向空氣中擴散的速率，并將其與同一方法測定得的二氧化碳擴散速率相比。估算出臭氧與二氧化碳的密度比，發(fā)現(xiàn)它存在著與 CO2: O3 ＝ 44:48 完全一致的關系。
1857 年，馮 · 西門斯（Von Siemens)研制出了臭氧發(fā)生管，臭氧技術有了很大進步
。這種類型的臭氧發(fā)生器
，成為當時大量應用的放電臭氧發(fā)生器的原型。西門斯 第 一臺臭氧發(fā)生器基本上是由兩根玻璃管構成的
，外管外壁和內管內壁均用錫箔覆蓋
，空氣原料氣流從環(huán)狀空間通過。內管內壁和外管外壁的金屬表面聯(lián)結到電感線圈或電機接線柱上
。用這種裝置
，干燥氧氣的3 ％～ 8 ％可能轉化為臭氧。布羅迪（Brodie) 和伯塞樂（Bertholet)采用此種設備的改型，他們都用電解液取代金屬電級給臭氧發(fā)生過程起到一定的冷卻作用
。
1868 年霍爾曼（ Hollman ）研究了臭氧的熱化學特性。把不同的氣體（H2 和C2H2）在純氧氣體中燃燒時所釋放出的熱，與同一氣體在臭氧氣體中燃燒時所產生的熱量相比較
，發(fā)現(xiàn)有臭氧存在時釋放的熱量總要大一些
。由于知道O3 /O2混合氣體濃度（1 ％～ 2 ％質量）以及臭氧存在時放出的熱量，就能計算出每克臭氧變成氧氣所放出的熱量
。他求出分解臭氧產生 17.064kcal/mol(1kcal=4.18kJ
，下同 )。這大約是目前采用值的一半
。此后 1876 年伯塞樂測定得出值為29.6kcal/mol
。
1908 年楊（ Jahn ）求出的值為 34.0kcal/mol。由于臭氧是一種吸熱化合物，使人們試圖用熱工藝來設計臭氧發(fā)生器
，但這一設想由于臭氧在高溫下快速分解而告失敗。氣態(tài)臭氧的自然分解在室溫下需要數(shù)小時
，然而當臭氧溶于水時將以較快速度分解
，分解時間一般以分鐘計。在水中臭氧的穩(wěn)定性受水質的影響很大
。蒸餾水中臭氧的半衰期大約為25min
，但在二次蒸餾水中，即使在 20℃ 下
，經過 80min 也只有 10％的臭氧分解
，若在水溫接近 0℃ 臭氧變得很穩(wěn)定。由于臭氧在水溶液中分解率的差異
，有關臭氧在水中溶解度值亦逐步確定
。 1873 年舍內（ Schone) 得出溶解度值為 0.366L/L （ 18℃ ）。 1874 年卡里烏斯（Carius) 得出值是 0.834 （ 1℃ ）
， 1894 年梅爾弗特（ Mailfert ）求出以下值：
溫度 /℃0 11.8 15 19 27 40 50 60
溶解度 /(L/L) 0.64 0.50 0.456 0.381 0.27 0.112 0.031
0.00以上溶解度值大約為氧氣的 10 ～ 15 倍。因低溫對臭氧穩(wěn)定性的影響很大，所以在低溫條件下產生臭氧的工藝研究引起人們的重視
。豪特福伊勒（ Hautefeuille) 和夏皮斯（ Chappuis)在級低溫度下通過氧氣放電得到高濃度臭氧，在 0℃ 下得到含量為 14.9 ％（質量）的臭氧
，在 -23℃ 下臭氧濃度為 21.4 ％
。后 來通過 -100℃ 下對富臭氧氧氣氣體施加 125atm （ 1atm=0.1MPa) 壓力，成功地生產出液態(tài)臭氧
，為深靛藍色液體
。氣態(tài)臭氧須在持續(xù)冷卻地條件下慢慢加壓，否則會發(fā)生爆炸。
1887 年奧爾左斯基（ Olszeuski) 測定了臭氧的沸點，在 -106 ～ -109℃ 范圍內
， 1898 年魯斯特（ Troost) 測定為 -111.9℃ 。現(xiàn)在臭氧沸點值采用的是 -111.9℃
。
臭氧消毒的特點
1．高 效 性。由于臭氧是氣體，通過氣體彌漫它無孔不入
，包容性好
，克服了紫外線滅菌存在的諸多死角的特點，可以達到全方面快速 高 效的消毒滅菌目的
。不僅如此
，同時還具有很強的除霉、腥
、臭等眾多異味的功能
。
2．高潔凈性。臭氧快速自然分解為羥基與氧的特性。是臭氧作為消毒滅菌劑的獨特優(yōu)點
，在消毒氧化過程中不存在任何殘留物，解決了其他消毒劑在消毒使用中而產生的二次污染問題
，同時又省去了消毒結束后的再次清潔
。
3．方便性。臭氧滅菌裝置一般安裝在潔凈室內和空氣凈化系統(tǒng)中 。根據(jù)所需的滅菌濃度及時間進行滅菌裝置的設置
，操作使用十分方便。
4．經濟性 。通過在一些相關行業(yè)的使用及運行比較
，臭氧消毒方法與其他消毒方法相比，具有更強的經濟效益和社會效益
。應用比較成功的有：對管道容器的消毒
，利用 中 央空調凈化系統(tǒng)對潔凈區(qū)的消毒以及制藥企業(yè)用水消毒。而臭氧消毒卻避免的其他消毒方法產生的再污染
。節(jié)省再次清潔的珍貴水資源。
提取臭氧的主要方法
目前主要有兩種方法：①電暈法 ②水解法
電暈放電法就是模仿自然界雷電產生臭氧的方法 ，以空氣為原料
，通過人為的高壓電場作用產生電暈放電，該過程就是臭氧產生的過程
。目前市場上運用比較多的就是電暈法技術
。此技術在制取過程中產生對人體有害的氮氧化物（NOX） 和電磁波污染。
水解式臭氧發(fā)生方法是目前先進的臭氧制取技術，與其他方法完全不同 。它以水為原料
，用低壓直流電電解去離子水，使水在特制的電級陽級區(qū)失去電子
，表面形成羥基自由基
。從而使產生出來的臭氧濃度高達25％，能完全滿足消毒需要
，并不產生任何有害物質
，同時產生對人體有益的氧氣。與電暈法相比
，有它獨特的優(yōu)勢。也是當今純度濃度高的臭氧制取技術
