Mercury-free sources of VUV/UV radiation: application of modern excimer lamps (excilamps) for water and air treatment

摘要

This paper reviews recent experimental results concerning the use of modern excilamps (excimer lamps) in photoscience and photochemical technology. The special characteristics of these sources of incoherent vacuum-UV (VUV)/UV radiation are presented and their applications in water and air remediation are discussed. Special attention is paid to the VUV (172 nm)-initiated oxidation and mineralization of organic water and air contaminants. For example, the VUV-initiated production of carbon dioxide and carbon monoxide during 172 nm irradiation of several saturated volatile organic substrates in the gas phase (e. g. methanol, ethanol, 2-propanol, 1,4-dioxane, cyclohexane, and n-hexane) was quantitatively verified by gas chromatography. Depending on the nature of the gaseous substrate and on the flow rate through the excimer-flow-through photoreactor different CO₂/CO ratios were obtained. Key words: excimer lamps, excilamps, 172 nm irradiation, VUV oxidation, photo-mineralization, UV disinfection, excilamp flow-through photoreactor, plug-flow photoreactor, gas-phase photo-oxidation.Cet article revoit les récents résultats expérimentaux sur l'utilisation d'excilampes (lampes excimères) modernes dans la technologie de la science photoélectrique et photochimique. Les caractéristiques spéciales de ces sources de rayonnement incohérent sous vide UV (VUV)/UV sont présentées et leur utilisation pour la réhabilitation de l'eau et de l'air est abordée. Une attention spéciale est apportée à l'oxydation et à la minéralisation initiées par VUV (172 nm) des contaminants organiques dans l'eau et l'air. Par exemple, la production de dioxyde de carbone et de monoxyde de carbone initiée par VUV au cours d'une radioexposition à 172 nm dans plusieurs substrats organiques volatils saturés dans la phase gazeuse (p. ex. méthanol, éthanol, propan-2-ol, 1,4-dioxane, cyclohexane et n-hexane) a été vérifiée quantitativement par chromatographie en phase gazeuse. Différents rapports CO₂/CO ont été obtenus selon la nature du substrat gazeux et selon le débit à travers le photoréacteur excimère à écoulement continu. Mots-clés : lampes excimères, excilampes, radioexposition à 172 nm, oxydation aux ultraviolets du vide, photominéralisation, désinfection aux UV, photoréacteur excilampe à circulation d'échantillon, photoréacteur à écoulement piston, photo-oxydation en phase gazeuse.[Traduit par la rédaction]