臭氧是天下公认的广谱、高效杀菌剂。现在在许多国家和地区,臭氧的应用很普遍,如应用在饮用水消毒、医用水消毒、污水处置惩罚、食物厂和药厂空气消毒、造 纸漂白等行业和领域，那么臭氧又是怎样制备与生产的呢？

民用臭氧爆发器爆发臭氧，用于在无人的房间清洁空房间空气或消除空房间中的烟味。这些臭氧爆发器每小时可爆发3克以上的臭氧。

工业中使用的臭氧以 μmol / mol（ ppm，百万分之一），nmol / mol（ppb，十亿分之一），μg/ m?，mg / h（每小时毫克）或重量百分比丈量。古板 的应用浓度规模为 1 %至 5 %（空气中）和 6 %至 14 %（氧气中）。新的电解要领可以使产出水中的消融臭氧浓度抵达 20 ％到 30 ％。

在使用古板的天生要领（例如电晕放电和紫外线）爆发的臭氧量中，温度和湿度有着很大的影响。若是在湿润的情形空气（而不是很是干燥的空气）运行， 则将爆发不到标称产量的 50 ％ 。使用电解要领的新型爆发器可以通过将水分子用作臭氧爆发源来实现更高的纯度和消融度。

1、电晕放电法

这是用于大大都工业和小我私家用途的最常见的臭氧爆发器类型。只管保存爆发臭氧的“热火花”冠状放电要领的变型，包括医学级和工业级臭氧爆发器，这些 单位通常通过电晕放电管事情。它们通常具有本钱效益，并且除情形空气外不需要氧气源即可爆发 3 – 6 ％的臭氧浓度。

由于天气或其他情形条件的影响，周围空气的波动会导致臭氧产量的转变。然而它们也爆发氮氧化物作为副产品。使用空气干燥器通已往除水蒸气可以镌汰 或消除硝酸的形成，并增添臭氧的爆发。在室温下，硝酸会形成蒸气，若是吸入会爆发危险。症状可能包括胸痛，呼吸急促，头痛以及鼻子和喉咙干燥，引 起灼热感。氧气浓缩器的使用不但可以去除水蒸气，还可以去除大部分氮气，从而可以进一步增添臭氧的爆发，并进一步降低形成硝酸的危害。

2、紫外线

UV臭氧爆发器使用情形空气来爆发臭氧，没有使用空气制备系统（空气干燥器或氧气浓缩器），因此这些爆发器的价钱往往较低。可是紫外线臭氧爆发器通 常爆发的臭氧浓度约为 0.5 ％ 或更低，这限制了潜在的臭氧生产率。该要领的另一个弱点是，它需要将情形空气（氧气）袒露在紫外线源中更长的时间，并 且任何未袒露在紫外线源中的气体都不会被处置惩罚。这使得UV爆发器不适用于处置惩罚快速移动的空气或水流的情形（例如，管道内空气消毒）。

臭氧的爆发是紫外线杀菌辐射的潜在危险之一。VUV臭氧爆发器用于游泳池和水疗中心，规模达数百万加仑的水。VUV臭氧爆发器与电晕放电爆发器差别， 不会爆发有害的氮副产品，并且与电晕放电系统差别，VUV臭氧爆发器在湿润的空气情形中事情很是好。通常也不需要腾贵的废气处置惩罚机构，也不需要需要 特殊本钱和维护的空气干燥器或氧气浓缩器。

3、冷等离子体

在冷等离子体要领中，纯氧气体袒露于由介质阻挡放电爆发的等离子体中。双原子氧破碎成单个原子，然后三个一组重新团结形成臭氧。冷等离子体机使用 纯氧作为输入源，爆发最大浓度约5%的臭氧。与紫外线相比，它们在一准时间内爆发的臭氧要多得多。然而由于冷等离子体臭氧爆发器很是腾贵，它们被使 用的频率低于前两种类型。

放电体现为两个电极之间的间隙中电子(微放电)的丝状转移。为了使微放电匀称漫衍，必需用绝缘质料离隔金属电极并避免电弧。

一些冷等离子体单位还能爆发短命命的氧同素异形体，包括O4、O5、O6、O7等。这些物质甚至比通俗的O3更活跃

4、电解

电解氧爆发器（EOG）将水分子破碎为H2，O2和O3。在大大都EOG要领中，氢气将被除去，剩下氧气和臭氧作为唯一的反应产品。因此，EOG可以在水中 实现更高的消融度，而无需电晕放电要领中发明其他竞争性气体，例如情形空气中保存的氮气。这种天生要领可以抵达20-30％的浓度，并且与空气质量无 关，由于使用水作为质料。由于过高的电势，通常倒运于电解生产臭氧与氧气相比需要爆发臭氧。这就是为什么在典范的水电解历程中不会爆发臭氧的原 因。然而可以通过审慎地选择催化剂来增添氧气的过电势，使得其优先在电解下爆发臭氧。通常选择用于此要领的催化剂是二氧化铅或掺硼金刚石。

通过增添阳极处的电流密度，将阳极周围的电解质冷却至靠近0°C，使用酸性电解质（例如稀硫酸）取代碱性溶液并施加脉冲电流来改善臭氧与氧气的比 率。

5、特殊注重事项

臭氧不可像其他工业气体一样举行存储和运输（由于它会迅速剖析为双原子氧），因此必需在现场生产？捎玫某粞醣⑵髟诟哐沟缂陌才藕蜕杓粕嫌兴 差别。当每小时的生产能力高于20千克时，可将气/水管热交流器用作接地电极，并在气体侧与管状高压电极组装在一起。典范的气压规模是氧气中绝对压力 为2bar（200 kPa），空气中绝对压力为3 bar（300 kPa）。大型设施中可能会装置几兆瓦的电源，以50至8000 Hz的一相交流电流和峰值电压的形式施加 3,000至20,000伏之间施加电压通常与施加频率成反比。

影响臭氧爆发效率的主要参数是气体温度，该气体温度由冷却水温度和/或气体速率控制。水越冷，臭氧合成越好。气体速率越低，浓度越高（可是爆发的净 臭氧越低）。在典范的工业条件下，险些有90％的有用功率会随着热量散发，需要通过足够的冷却水流将其除去。

由于臭氧的高反应活性，只能使用几种质料，例如不锈钢（质量316L），钛，铝（只要不保存水分），玻璃，聚四氟乙烯或聚偏二氟乙烯？梢允褂肰iton 来限制恒定的机械力并且不保存湿度（湿度限制取决于配方）。Hypalon的使用应具有以下限制：除正常大气水平外，榨取与水接触。脆化或缩短是弹性体袒露于臭氧下的常见失效模式。臭氧破碎是弹性密封件（例如O形圈）失效的常见模式。

硅橡胶通常适适用作臭氧浓度低于1wt％的垫片，例如用于加速橡胶样品老化的装备。

6、附带生产

臭氧可由O2通过放电和高能电磁辐射作用爆发。电触点、电念头电刷或机械开关中不可抑制的电弧会破损触点周围的大气氧的化学键[O2→2O]。电弧内和 电弧周围的氧自由基重新组合爆发臭氧[O3]。某些电气装备会爆发大宗的臭氧。关于使用高电压的装备尤其云云，例如离子空气净化器，激光打印机，复印 机，缝机和弧焊机。使用电刷的电动时机因装备内部重复爆发火花而爆发臭氧。使用电刷的大型电机（例如电梯或液压泵使用的电刷）会比小型电机爆发更 多的臭氧。

7、实验室生产

在实验室中，臭氧可通过爆发电解用9伏电池，铅笔石墨棒阴极，一个铂丝阳极和3 摩尔硫酸电解质。爆发的半电池反应是：

3 H2O → O3 + 6 H+ + 6 e?(ΔE° =?1.53 V)

6 H+ + 6 e?→ 3 H2 (ΔE° = 0 V)

2 H2O → O2 + 4 H+ + 4 e?(ΔE° = 1.23 V)

在净反应中，将三当量的水转化为一当量的臭氧和三当量的氢。氧的形成是竞争性反应。

它也可以由高压电弧爆发。在最简朴的形式中，高压交流电（例如霓虹灯变压器的输出）毗连到两个金属棒，两头的端部相互足够靠近以爆发电弧。爆发的 电弧会将大气中的氧气转化为臭氧。

通常希望包括臭氧。这可以通过由两个同心玻璃管组成的装备来完成，该两个同心玻璃管在顶部密封在一起，而在外管的顶部和底部则设有气体端口。内芯 应插入一定长度的金属箔，并与电源的一侧相连。电源的另一侧应毗连到另一块纠葛在外管上的箔片上。干O的泉源 2适用于底部端口。当对箔导线施加高 压时，电流将在中心的干燥双氧之间放电并形成O3和O2将流出顶部端口。这就是所谓的西门子臭氧爆发器。反应可以总结如下：