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臭氧是哪個工業產生的

發布時間:2022-06-23 18:00:44

『壹』 臭氧是如保發現的

地球上的人類和生物億萬年來能夠正常地生長發育,世代繁衍,仰仗了一種特殊物質的保護。這種物質分布在地面上空15公里到50公里的大氣平流層中,並形成一個環繞地球的天然屏障。盡管這種屏障只是薄薄的一層,但卻能有效地「阻擋」住太陽光線中對人體和生物造成傷害的那部分紫外線的照射。如果這種物質消失了,我們賴以生存的地球就會成為一個不設防的城市,能殺傷生物的紫外線便無遮無攔地長驅直入,結果只能是地球上的生靈滅絕。

據科學分析,這種構成地球屏障的物質每減少10%,得皮膚癌的人就會增加5%;每減少5%,患白內障而失明的人就會增加50%。

上述這種重要的物質就是臭氧,由臭氧形成的地球屏障就是臭氧層。臭氧是怎樣形成的?臭氧層又是怎樣形成的?

空氣中的氧氣在吸收到一定能量的情況下就會轉變成臭氧。放電、受熱、在紫外線照射下以及有機物在氧化時都能使空氣中的氧氣轉變成臭氧。

在地面附近,臭氧主要是在天空閃電以及某些有機物氧化時形成的。當人們走進茂密的森林中或漫步在廣闊的海灘上時,會呼吸到既感覺新鮮又帶魚腥味的特殊臭味的氣體,這就表明有臭氧生成了。臭氧的名稱就因它具有特殊臭味而得名。針葉樹的森林中樹脂在氧化,海灘邊海浪沖來留下的海草在腐爛被氧化,因而空氣中的氧氣部分形成臭氧。空氣中含有少量臭氧,對於人的身體、特別是對呼吸道疾病具有有益的作用。但是濃的臭氧不但很臭,而且對人有害。人們長時間生活在臭氧的體積分數達百萬分之一的空氣中,就會引起疲勞和頭痛。臭氧濃度再高些,會使人惡心、鼻子出血和眼睛發炎等。

在實驗室里,把新切開的白磷塊放在玻璃瓶的瓶底,上面用水覆蓋,再塞上塞子,在室溫下放置,不久白磷慢慢氧化,瓶內空氣中的部分氧氣就轉變成臭氧了。

在實驗室里還可以利用一種臭氧發生器,使空氣中的氧氣轉變成臭氧。這種臭氧發生器由兩個玻璃管組成,一個玻璃管套在另一個玻璃管中間,外管的外壁和內管的內壁都包著錫箔,各接一電極。使用時利用高電壓進行無聲放電,氧氣在兩玻璃管之間緩慢通過,從出氣管出來的氣體中臭氣的體積分數大約可達5%。

工業上製取臭氧也是利用臭氧發生器,但它在結構上比實驗室里用的儀器復雜,也更有效。在工業生產中,臭氧被用來作殺菌劑和漂白劑。在倉庫、礦井、船艙中通入少量臭氧,可以消毒空氣。用臭氧代替氯氣進行飲水消毒,殺菌效力較大,速度較快。臭氧是油脂、蠟、紡織品等的漂白劑。

高層空氣中的臭氧層是高層空氣中的氧氣受紫外線照射而形成的。

紫外線又稱紫外光,是太陽光中波長較短的、肉眼看不見的光。它的波長在40納米~390納米(1納米=10-9米,符號是nm)之間。高層空氣中的氧氣吸收了波長小於185nm紫外線後便形成臭氧。不過,當用波長250nm左右的紫外線照射臭氧時,臭氧又轉變成氧氣。因此,在高層空氣中存在氧氣和臭氧互相轉化的狀態並形成臭氧層,同時消耗了太陽輻射到地球上的能量的5%,使地球上的生物免遭傷害。

可是,近年來科學家們探測到這個臭氧層遭到不同程度的破壞,有些地方變薄了,1985年在南極上空發現臭氧層出現了空洞,引起人們一片恐慌。

有人說,這是超音速飛機放出的廢氣造成的,這些廢氣可能同高層大氣中的臭氧發生化學反應,使臭氧減少了。也有人認為,某些煙霧噴射器使用的燃料中所含的氯氟烴,在高空經化學反應所生成的氯原子與臭氧發生反應,從而造成臭氧層的空洞。

氯氟烴是氯和氟取代烴(碳氫化合物)中的氫形成的有機化合物。家庭冰箱和冷凍櫃中使用的致冷劑——氟利昂(freon)就是一類氯氟烴。最常用的是氟利昂-11(CCl3F)和氟利昂-12(CCl2F2)。為了防止臭氧層被破壞,到20世紀90年代初,已研製出新的致冷劑代替氟利昂,於是它們被逐漸停止使用了。但是,隨即又發現消滅地里和谷倉里昆蟲的農葯溴甲烷(CH3Br)氣體對臭氧層的破壞力比氯氟烴更大。國際生態環境保護委員會於1997年9月在加拿大召開會議,與會各國已同意到2005年工業化國家不再使用溴甲烷。

臭氧很早就被人發現了。當時人們用獸皮毛摩擦琥珀時嗅到特殊臭味的氣體,這就是臭氧。琥珀是樹脂在地層下受壓後形成的一種黃色至紅褐色半透明的天然塑料,表面光滑,古代人們從地下挖掘到它後,用它製成玩賞的小飾件,如煙嘴等。琥珀受到皮毛摩擦後產生靜電放電,會使周邊空氣中的氧氣轉變成臭氧。

現今,臭氧也是在放電中被發現和製成的。在近代化學實驗中最早製得臭氧的是荷蘭化學家馬魯姆(M.Van Marum)。1785年他在密閉的玻璃管中汞面上的氧氣通電後,發覺有一股非常強烈的臭味,好像是「電氣」的味道。他不知道這股臭味是什麼

到1840年,德國化學家舍恩拜因(C.F.Sch Onbein,1799~1868)在空氣中進行放電實驗時也嗅到這種「電氣」的味道,認為它和氯以及溴屬於同類氣味。1844年他又發現白磷在空氣中發光氧化時也產生這種臭味,更發現它能將碘化鉀(KI)中的碘釋放出來,並能將二價亞鐵鹽氧化成三價鐵鹽。他認為氮氣是這種氣體和氫氣的化合物。他繼續研究這種氣體,在1854年發表的論說中指出,氧氣除了普通的氧氣外,還有一種ozonized氧氣。ozonized這一詞可譯成「臭味化了的」或「變臭了的」。它來自希臘文ozo-(嗅、臭味),德文中的臭氧ozon、法文中的ozone、英文中的ozone都從它而來。我們稱它為臭氧是很適合的。

同一個時期里,還有一些人發現過它。1845年瑞士化學家馬里納(J.C.G.de.Marignac,1817~1891)和德拉里夫(A.A.de LaRive,1801~1873),各自加熱氯酸鉀(KClO3)獲得氧氣後,經乾燥,在其中放電而獲得臭氧。認為它是一種特別化學活動的氧氣。

直到1898年,德國化學家拉登堡(A.Ladenburɡ,1842~1911)在測定了它的式量後,確定它的化學式是O3,是氧氣的一種同素異形體。

臭氧是一種天藍色氣體,冷卻時可凝結成暗藍色液體,並可凝固成紫黑色晶體。臭氧很不穩定,在常溫下就會慢慢變成氧氣,受熱時變得更快。當臭氧轉變成氧氣時放出熱量:

2O33O2+熱量

正如發現臭氧的化學家們所研究的那樣,它具有活潑的化學性質,能氧化許多氧氣所不能氧化的物質。金屬銀在臭氧中表面被氧化成一層「銀銹」,硫化鉛(PbS)被氧化成硫酸鉛(PbSO4),硫酸亞鐵(FeSO4)被氧化成硫酸鐵[Fe2(SO4)3]。許多有機物,如松節油、酒精等,遇到臭氧會著火燃燒。

正因為臭氧能把碘化鉀中的碘釋放出來,而碘遇到澱粉水溶液就變成藍色。因此,將氣體通入含有少量澱粉漿的碘化鉀溶液中,可以檢驗是否有臭氧存在。

空氣中存在的臭氧會促使橡膠輪胎老化,還會與氮的氧化物等化合生成帶刺激性的有毒氣體,污染環境。因此,它對人類來說既有益,也有害。

『貳』 工業上怎麼制臭氧

工業上制臭氧是依靠火花放電來制備的。
通過火花放電,將氧氣電離,電離的氧原子個氧氣反應,形成臭氧。臭氧發生器就是利用的這種原理,制備的臭氧可用來處理化工尾氣或者污水。

『叄』 臭氧機怎麼發生臭氧它的原理是什麼

臭氧是一種強氧化劑,通過高壓電離(或電解、化學、光化學反應)而獲得,其產生過程是將空氣中的部分氧氣分解為氧原子,這些氧原子再和氧分子聚合成臭氧。
臭氧的性質極不穩定,生產之後會快速分解,所以,臭氧只能現產現用。產生臭氧的設備叫臭氧發生器。
大多數工業臭氧發生器都使用電暈放電產生臭氧。臭氧的生產量最高可達20%(重量),而臭氧生產不受限制。臭氧是由氧氣或乾燥空氣產生的,如果使用空氣,則由於在臭氧生成過程中會產生副產物,因此必須乾燥。

『肆』 臭氧產生原理

產生臭氧的方法主要有紫外照射法、電解法、放射化學法和介質阻擋放電法。

紫外照射法
紫外照射法是利用紫外線照射乾燥的氧氣,使一部分氧分子被激活離解成氧原子,進而形成臭氧。紫外照射法產生臭氧的特點是臭氧濃度低,優點是不易產生氧化物,不需要復雜轉換設備。但是紫外照射法不適合於大量生產臭氧,只適合於少量、低濃度要求的各種試驗,如空氣消毒、滅菌、除臭等。

電解法
電解法制備臭氧技術創立於1840年,主要通過採用低壓直流電對水進行電解,使水在陽極-溶液界面上發生氧化反應產生臭氧。該臭氧制備裝置由電解質溶液和陰陽兩極構成。臭氧在陽極析出,陰極可分為兩種,分別為析氫陰極和氧還原陰極。 八十年代以前,電解液多為水內添加酸、鹽類電解質,電解面積比較小,臭氧產量低,運行費用高。經過人們對極板材料、電解液與電解機理、過程方面的大量研究,電解法制臭氧技術有了很大的進步。近來發展的SPE(固態聚合物電解質)電極與金屬氧化催化技術,使電解純凈水得到14%以上的高濃度臭氧。電解法產生臭氧具有濃度較高、成份純凈、水中溶解度高 、對進料空氣無須進行預處理且不會產生氮氧化物;此外,該臭氧生產設備小且輕便,結構簡單,無雜訊、便攜,因此其應用前景非常廣闊。其主要缺點是能耗較大,經過進一步改進,設法降低成本和電耗後,有可能與目前廣泛使用的介質阻擋放電法相競爭。
在電解法制備臭氧的方法中,其中以二氧化鉛作電極的方法佔主流,如何提高臭氧產生效率是電解法產生臭氧的主要研究方向。我們知道,在電化學反應中,pH、溫度、電流密度和電極的種類是最關鍵的,現在有很多對二氧化鉛電極進行改性的文獻報道,比如在二氧化鉛電極中摻少量的二氧化鈦,可以大大提高二氧化鉛電極的電流效率和導電性,但未能改變二氧化鉛的腐蝕問題;而β型二氧化鉛的穩定性更好,且價格適中,且產生的臭氧濃度可達13%以上,同時不產生有害的氮氧化合物。但是β型二氧化鉛在高電壓和酸性條件下易重結晶,造成陽極催化層β型二氧化鉛催化效率不穩定;陰陽極催化層容易脫附,使膜電極工作的壽命很短,嚴重時還會導致短路;現有的膜電極催化層制備工藝不夠穩定,而造成這種問題的主要原因是催化層與在膜上附著的不是很緊密。基於二氧化鉛及SPE膜電極的優缺點,後續研究二氧化鉛與SPE復合膜電極是非常有必要的。

放射化學法
放射化學法是利用各種放射源核輻射離解氧分子生成臭氧。該法已有兩種工藝用於工業型臭氧生產,一是氧同裂變產物接觸,由輻射、氧同裂變產物及二次輻射的熱碰撞產生臭氧。二是僅在輻射下生成臭氧,該方法因採用放射源其成本高、安全性差,只適用於某些特殊情況,不適合於工業大量生產。

介質阻擋放電法
也稱無聲放電法(簡稱DBD法)。通過交變高壓電場在氣體中產生電暈,電暈中的自由高能電子離解氧氣分子,經碰撞聚合為臭氧分子。介質阻擋放電法具有能耗相對較低、單機臭氧產量大,氣源可用乾燥空氣、氧氣或含氧濃度較高的富氧氣體等優點,因此工業上合成臭氧大多採用此法。
上個世紀,人們通常生產獲取臭氧是採用熱化學方法。雖然熱化學理論所計算得到的臭氧率(產生臭氧的能量利用效率)理論值是1200g/(kW·h),可實際生產中只有4%~12%的轉換比。剩餘的能量都轉化成了熱量逸散,實際產率遠遠達不到理論值。21世紀以來,為了提高密封容器中臭氧濃度和產率,使生產成本降低,科學家們進行了眾多的學術研討交流。 隨著理論研究不斷進行,技術工藝不斷完善,其中主要研究方向集中在不同的原料、相關的氣體、不同的電極形式、不同的反應介質、電極材料以及放電形式等方面。
等離子體放電過程中產生臭氧的基本原理是含氧氣體在放電反應器內所形成的低溫等離子體氛圍中,一定能量的自由電子將氧分子分解成氧原子,之後通過三體碰撞反應形成臭氧分子,同時也發生著臭氧的分解反應。

『伍』 臭氧是怎樣產生的

產生臭氧的方法主要有紫外照射法、電解法、放射化學法和介質阻擋放電法。

1、紫外照射法紫外照射法是利用紫外線照射乾燥的氧氣,使一部分氧分子被激活離解成氧原子,進而形成臭氧。紫外照射法產生臭氧的特點是臭氧濃度低,優點是不易產生氧化物,不需要復雜轉換設備。

2、電解法電解法制備臭氧技術創立於1840年,主要通過採用低壓直流電對水進行電解,使水在陽極-溶液界面上發生氧化反應產生臭氧。該臭氧制備裝置由電解質溶液和陰陽兩極構成。

3、放射化學法放射化學法是利用各種放射源核輻射離解氧分子生成臭氧。該法已有兩種工藝用於工業型臭氧生產,一是氧同裂變產物接觸,由輻射、氧同裂變產物及二次輻射的熱碰撞產生臭氧。

4、介質阻擋放電法也稱無聲放電法(簡稱DBD法)。通過交變高壓電場在氣體中產生電暈,電暈中的自由高能電子離解氧氣分子,經碰撞聚合為臭氧分子。

臭氧消毒優點

1)消毒無死角,殺菌效率高,除異味。消毒進行時臭氧發生裝置產生一定量的臭氧,在相對密閉的環境下,擴散均勻,通透性好,克服了紫外線殺菌存在的消毒死角的問題,達到全方位、快速、高效的消毒殺菌目的。

另外,由於它的殺菌譜廣,既可以殺滅細菌繁殖體,芽孢,病毒,真菌和原蟲孢體等多種微生物,還可以破壞肉毒桿菌和毒素及立克次氏體等,同時還具有很強的除霉、腥、臭等異味的功能。

2)無殘留、無污染。臭氧利用空氣中的氧氣產生的,消毒氧化過程中,多餘的氧原子在30min後又結合成為分子氧,不存在任何殘留物質,解決了消毒劑消毒時殘留的二次污染問題,同時省去了消毒結束後的再次清潔。

『陸』 工業上是如何製取臭氧的

工業上製取臭氧也是利用臭氧發生器,但它在結構上比實驗室里用的儀器復雜,也更有效。在工業生產中,臭氧被用來作殺菌劑和漂白劑。在倉庫、礦井、船艙中通入少量臭氧,可以消毒空氣。用臭氧代替氯氣進行飲水消毒,殺菌效力較大,速度較快。臭氧是油脂、蠟、紡織品等的漂白劑。

『柒』 什麼是臭氧污染

日常所說的臭氧污染其實就是指的光化學煙霧。

光化學煙霧的宏觀表現就是大氣中煙霧彌漫,能見度顯著降低。光化學煙霧的實質是由汽車、工廠等污染源排入大氣的氮氧化物和碳氫化合物等一次污染物。

在太陽紫外線的照射下發生光化學反應,生成臭氧、過氧乙醯硝酸酯(PAN)等二次污染物,參與光化學反應過程的一次污染物和新形成的二次污染物的混合物共同導致大氣出現一種具有刺激性的藍色或棕色煙霧。

污染控制

針對日益凸顯的臭氧污染,我國實施的新《環境空氣質量標准》(GB 3095-2012)中,增加了臭氧(03)監測項目。新國標關於臭氧的控制標准為臭氧8小時濃度日平均值一級為100微克/立方米,二級為160微克/立方米。納入標准開展監測,是臭氧污染防治的第一步。

減少來源,控制前體物排放。臭氧是典型的二次污染物,控制其前體物排放是治理的關鍵。臭氧的前體物主要是氮氧化物和揮發性有機污染物,而這兩種污染物同樣也是二次細顆粒物的前體物。因此,有效控制這兩項前體物的排放不僅對控制臭氧污染非常重要,對防治PM2.5同樣重要。

此外,臭氧的產生與地區性的交通運輸、石化行業和燃煤鍋爐等工業生產污染源的排放特徵,以及地形和氣象條件也密切相關。

以上內容參考 網路——臭氧污染

『捌』 臭氧是如何形成的

臭氧是一種無色而有特殊臭味的氣體。在近地層中,汽車尾氣、森林火災、火山爆發、自然閃電、人工放電以及核爆炸等,均會產生臭氧。但大氣中臭氧的主要來源還是太陽紫外線輻射的作用。

在高層大氣中,氧分子經太陽紫外線輻射的作用而離解為氧原子,這種氧原子在第三種分子的介入下與氧分子碰撞而結合成臭氧分子。

由於太陽紫外輻射離地面越高處越強,大氣密度離地面越高處越小,因此,就形成了20~25公里高度上的臭氧含量出現極大值,這就是臭氧層。一般臭氧層的界限可取為15~50公里高度。

『玖』 大氣中臭氧的主要來源是什麼

臭氧是一種無色而有特殊臭味的氣體。在近地層中,汽車尾氣、森林火災、火山爆發、自然閃電、人工放電以及核爆炸等,均會產生臭氧。但大氣中臭氧的主要來源還是太陽紫外線輻射的作用。

在高層大氣中,氧分子經太陽紫外線輻射的作用而離解為氧原子,這種氧原子在第三種分子的介入下與氧分子碰撞而結合成臭氧分子。

由於太陽紫外輻射離地面越高處越強,大氣密度離地面越高處越小,因此,就形成了20~25公里高度上的臭氧含量出現極大值,這就是臭氧層。一般臭氧層的界限可取為15~50公里高度。

臭氧在大氣中的含量很少。形象些說,如果把單位面積上的大氣柱變換到約8000米的高度,那麼臭氧層則僅佔3毫米厚。盡管臭氧層如此薄,但它的作用卻不容忽視。

臭氧能夠強烈吸收太陽紫外輻射,使得波長短於0.3微米的紫外輻射幾乎不能到達地面。這種太陽紫外輻射對生物有很大的影響,它的數量過多,會危害人和動物的生命,妨礙植物生長,所以,如果大氣中一旦失去了臭氧層,則一切生物都將被太陽紫外輻射所傷害。

如前所述,近年來超音速飛機的頻繁飛行、農業肥料和工業氟利昂冷凍劑的大量使用都將使臭氧減少,從而破壞大氣臭氧層,這種自毀家園的行為已受到廣泛的重視。另一方面,一種氣象戰的想法也由此產生,即用人工方法使臭氧層暫時產生一個空隙,讓太陽紫外輻射穿過空隙投射到敵方進行殺傷。

這種想法不幸被言中,20世紀80年代人們發現南極地區上空存在「臭氧洞」。在南極大陸上,自70年代中期起每年春季(9~10月前後)高空大氣中的臭氧含量急劇減少,減少量甚至達臭氧正常含量的50%以上。從空間分布看,形成一個類似於低谷的大洞,「臭氧洞」由此而得名。人類不能自毀家園,所以世界各國行動起來,簽署了《氣候變化框架公約》,經過一系列努力和磋商,最終在1997年12月達成協議,通過了《京都議定書》,確定發達國家必須減排溫室氣體,到2010年要比1990年減少5.2%,這是人類保護地球環境的良好開端。

『拾』 臭氧污染從哪兒來

近地面造成污染的臭氧,其中一部分,來自於高空臭氧層的流入,還有一些來自於土壤、閃電、生物排放等等,這些可以歸為「天然源」,本來就在自然界存在。

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