臭氧的制备方法：无声放电法

臭氧的制备方法：无声放电法

无声放电法生产臭氧的原理及装置如图7-11所示。

在一个内壁涂石墨的玻璃管外套一个不锈钢管。将高压交流电加在石墨层和不锈钢管之间（间隙1~3mm)，形成放电电场。由于介电体（玻璃管）的阻碍，只有极小的电流通过电场，即在介电体表面的凸点上发生局部放电，形成均匀的蓝紫色电晕，因不能产生电弧，故称之为无声放电。当氧气或空气通过放电间隙时，在高速电子流的轰击下，一部分氧原子转变为臭氧，其反应如下：

上述可逆反应表示生成的臭氧又会分解为氧气，分解反应也可能按下式进行：

                     O3+O—→2O2

臭氧分解速率随臭氧浓度增大和温度升高而加快。在一定的浓度和温度下，生成和分解达到动态平衡。因此，通过放电区域的氧气只有一部分能够转变成臭氧，这种含臭氧的空气称为臭氧化空气。理论上，以空气为原料时臭氧的平衡浓度为3%~4%，以纯氧为原料时，臭氧化空气中的臭氧含量增加1倍，可达到6%~8%。从经济上考虑，一般以空气为原料时控制臭氧浓度不高于1%~2%，以氧气为原料时则不高于1.7%~4%。

氧气生产臭氧的总反应如下：

                3O2＝2O3—288.9kJ

每生产1kg臭氧需要耗电0.836kW.h，相当于单位电耗的生产能力为1.2kgO3/(kW.h)。由于95％左右的电能变成光能和热能被消耗掉，因此实际耗电量大得多，用空气生产1kg臭氧的实际电耗为15~20kw·h。

在臭氧制备中，单位电耗的臭氧产率，实际值只有理论值的10％左右，其余能量均变为热量，放电产生大量的热量使电极温度升高，从而促使臭氧加速分解，更加剧了臭氧生产能力的下降，因此，为了保证臭氧发生器正常工作和抑制臭氧热分解，提高臭氧浓度、降低电耗，必须采用适当的冷却方式对电极进行冷却。常用水作冷却剂。