CN102316909A - Uv空气处理方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于提供环境的微生物防治和/或消毒/修复的方法和装置。所述方法通常包括：产生基本上没有例如水合(以在溶液中的水或通过共价、范德华力或伦敦力结合的水分子的形式)、臭氧、等离子体物类和/或有机物类的经纯化的过氧化氢气体(PHPG)；并将主要含有PHPG的气体导入所述环境中从而所述PHPG用以在环境中提供微生物防治和/或消毒/修复，优选不但在表面上而且在空气中。

Description

UV空气处理方法和装置
相关申请
本申请要求2009年2月13日提交的US Provisional Application No. 61/152,581和2009年11月4日提交的US Provisional Application No. 61/258,005的申请日权益，所述两篇文献在此都通过引用全部并入本文。
技术领域
本发明一般地涉及感染(infection)和微生物防治方法和与其相关的装置。
背景技术
在环境中经常发现引起疾病的微生物、霉菌、霉病(mildew)、孢子以及有机和无机污染物质。环境空间中的微生物防治和消毒对于改善健康是理想的。在过去很多方法已经被用于试图净化空气和消毒表面。例如，已知通过例如光催化氧化方法产生的反应性氧化性物类(Reactive Oxidizing Species，ROS)能够氧化有机污染物质和杀死微生物。更特别地，已知羟自由基、氢过氧自由基(hydroperoxyl radicals)、氯气和臭氧，所述光催化反应的终产物，能够氧化有机化合物和杀死微生物。但是，不仅因为效能限制而且因为安全问题，已知的方法和装置存在限制。
ROS是用于描述由环境潮湿空气暴露于紫外光而产生的被高度活化的空气的术语。在紫外范围内的光发射频率为当被吸收时具有破坏化学键的足够能量的光子。常规地，将波长为250nm-255nm的UV光用作生物杀灭剂。低于约181nm，最高到182-187nm的光在它们产生臭氧的能力方面可与电晕放电(corona discharge)媲美。臭氧氧化和UV辐射都被用于公共水系统的消毒。当前，臭氧被用于处理工业废水和冷却塔。
通常已知过氧化氢具有抗菌性能并且已经被用于水溶液中用于消毒和微生物防治。但是，在气相中使用过氧化氢的尝试之前被制备经纯化的过氧化氢气体(Purified Hydrogen Peroxide Gas，PHPG)的技术困难所阻碍。蒸发的过氧化氢水溶液产生由过氧化氢水溶液组成的微液滴的气溶胶。用于“干燥”蒸发的过氧化氢溶液的各种方法至多产生过氧化氢的水合形式。这些水合的过氧化氢分子被通过静电吸引和伦敦力结合的水分子包围。这样，所述过氧化氢分子通过静电方式与环境直接相互作用的能力被结合的水分子(其有效地改变了被包封的过氧化氢分子的基本静电构造)大大减弱。此外，能够达到的蒸发的过氧化氢的最低浓度通常远远高于1.0ppm OSHA工作场所安全限制，使得这些方法不适合用于有人区域。
已经被证实破坏流体中的有机污染物质的光催化剂包括但不限于TiO2、ZnO、SnO2、WO3、CdS、ZrO2、SB2O4和Fe2O3。二氧化钛是化学稳定的，对于UV/可见光光活化具有适合的带隙，并且相对便宜。因此，在过去三十年二氧化钛的光催化化学已经被广泛地研究，用于从受污染的空气和水除去有机和无机化合物。
因为当通过具有足够能量的紫外光活化时，光催化剂能够由被吸附的水产生羟自由基，因此当用于气相中时它们显示出用于产生释放到环境中的PHPG的前景。但是，现有的光催化应用集中在含有许多不同反应性化学物类的等离子体的产生上。此外，所述光催化等离子体中的大多数化学物类对过氧化氢具有反应性，并且通过破坏过氧化氢的反应阻止过氧化氢气体的产生。而且，被引入所述等离子体中的任何有机气体通过与过氧化氢的直接反应和通过它们的氧化产物与过氧化氢的反应这两者阻止过氧化氢产生。
所述光催化的等离子体反应器本身也限制了用于释放到环境中的PHPG的产生。因为过氧化氢(还原电位0.71eV)具有比将作为牺牲氧化剂(sacrificial oxidant)被还原的氧气(还原电位-0.13eV)更大的化学电位，因此当其在光催化等离子体反应器中向下游移动时，其如同通过水的氧化制备它一样快速地被优先还原。
氧化
2光子 + 2H2O → 2OH* + 2H+ + 2e-
2OH* → H2O2。
还原
H2O2 + 2H+ + 2e- → 2H2O。
此外，几种副反应产生成为所述光催化等离子体一部分的多种物类，这如上所述阻止用于释放到环境中的PHPG的产生。
用于活化光催化剂的光的波长也具有足够的能量来光解过氧化氢分子中的过氧化物键，并且也是用于释放到环境中的PHPG的产生中的抑制剂。此外，使用产生臭氧的光波长的实践也将另一种物类引入到破坏过氧化氢的光催化等离子体中。  
O3 + H2O2 → H2O + 2O2。
实践中，光催化应用集中在用于氧化有机污染物和微生物的等离子体(通常含有臭氧)的制备上。此类等离子体主要在所述等离子体反应器本身的范围(confines)内有效，就其本性而言在所述等离子体反应器的范围之外具有有限的化学稳定性，并且主动地(actively)降解它们可能含有的有限量的过氧化氢气体。此外，由于所述等离子体主要在所述等离子体反应器本身内有效，因此许多设计使停留时间最大化以促进有机污染物和微生物在它们通过所述等离子反应器时更完全的氧化。由于过氧化氢具有如此之高的还原电位，因此最大化的停留时间导致最小化的过氧化氢输出。
而且，大多数光催化应用产生对环境不利的化学物类。这些之中首先是臭氧本身(许多体系的有意产物)。此外，由于经过等离子体反应器的有机污染物很少在一次暴露中就被氧化，因此需要多次空气交换以达到完全氧化为二氧化碳和水。随着不完全氧化的发生，通过所述等离子体反应器产生了醛、醇、羧酸、酮和其它部分氧化的有机物类的混合物。通常，光催化等离子体反应器实际上能够通过将大的有机分子分裂成多个小的有机分子例如甲醛而增加空气中有机污染物的总浓度。
总之，现有技术中没有实现用于释放到环境中的PHPG的制备。蒸发过氧化氢水溶液的方法至多产生过氧化氢的水合形式。而且，尽管光催化体系能够产生过氧化氢，但是它们具有严重抑制用于释放到环境中的PHPG产生的多种限制。
发明内容
在本发明的一方面中，公开了提供环境的微生物防治和/或消毒/修复(remediation)的方法。所述方法通常包括(a)提供优先产生过氧化氢气体的光催化室(cell)；(b)产生基本上没有例如水合(hydration)(为在溶液中的水或通过共价(covalence)、范德华力或伦敦力结合的水分子的形式)、臭氧、等离子体物类(plasma species)和/或有机物类(organic species)的经纯化的过氧化氢气体(PHPG)；和(c)将主要含有PHPG的气体引入所述环境使得所述PHPG用以在所述环境中提供微生物防治和/或消毒/修复，优选既在表面上也在空气中。
在某些实施方案中，所述方法包括(a)在潮湿的经纯化的环境空气存在下，在一定条件下将金属或金属氧化物催化剂暴露于紫外光，从而形成基本上没有例如水合(为在溶液中的水或通过共价、范德华力或伦敦力结合的水分子的形式)、臭氧、等离子体物类和/或有机物类的经纯化的过氧化氢气体(PHPG)；和(b)将所述PHPG引入所述环境中使得所述过氧化氢气体用以在所述环境中提供感染控制(infection control)和/或消毒/修复，优选既在表面上又在空气中。
本发明的另一方面涉及用于产生基本上没有例如水合(为在溶液中的水或通过共价、范德华力或伦敦力结合的水分子的形式)、臭氧、等离子体物类和/或有机物类的PHPG的扩散器装置。所述扩散器装置通常包含：(a)紫外光源；(b)金属氧化物催化剂基底结构；和(c)空气分布机构。
本发明的另一方面涉及用于控制PHPG的产生的方法。在某些实施方案中，通过选择光催化室中的波长从而提高PHPG产率，通过在不含PHPG的新鲜空气和含有所希望浓度的PHPG的再循环空气之间平衡进给空气和它们的结合，控制PHPG的产生。
本发明的另一方面涉及在PHPG释放到环境中时通过PHPG从环境空气氧化/去除VOC’s。
本发明的另一方面涉及在PHPG释放到环境中时通过PHPG从环境空气去除臭氧。
一旦阅读本公开，本发明的这些和其它方面对于本领域技术人员而言将变得显而易见。
附图说明
图1是本发明的扩散器装置的一个特定实施方案的横截面。
图2是本发明的扩散器装置的一个特定实施方案的剖视图。
图3是扩散器装置的360度支座安装实施方案的横截面。
图4是扩散器装置的机翼形实施方案的横截面，例如为了在建筑通风管道中使用。
图5是可以例如改进为顶部荧光照明固定装置的扩散器装置的一个实施方案的横截面。
图6是扩散器装置的加湿实施方案的横截面。
图7是包括湿度传感器的扩散器装置的一个实施方案的横截面。
图8是例如用于小区域的扩散器装置的一个实施方案的横截面。
图9是扩散器装置的一个运载(on-board)实施方案的横截面，例如用于飞机、陆上车辆和公共交通运输空气供给系统中。
图10是本发明的扩散器装置的一个优选实施方案的前视图。
图11是本发明的扩散器装置的一个优选实施方案的剖视图。
图12是本发明的扩散器装置的一个优选实施方案的侧视图。
具体实施方式
本发明一般涉及微生物防治和/或消毒/修复方法和与此相关的装置。在某些实施方案中，可以在本文描述的方法和装置中使用光催化方法。
光催化方法的基本特性是通过光的吸收在化学反应中产生活性中间体。当适当波长的光子轰击光催化剂时发生这种情况。光子的能量被给予价带电子，激发所述电子到导带，从而在所述价带中留下“空穴”。在不存在被吸附的化学物类的情况下，受激电子将衰变并与所述价带空穴重新结合。当所述价带空穴捕捉到来自被吸附到所述光催化剂上的活性表面位点的可氧化物类—优选分子水—的电子时，重新结合被阻止。同时，被吸附到所述催化剂表面的可还原物类—优选分子氧—可以捕捉导带电子。
在所述光催化方法开始时，或在光催化等离子体反应器的入口位置，发生以下反应。
氧化
2光子 + 2H2O → 2OH* + 2H+ + 2e-
2OH* → H2O2。
还原
O2 + 2H+ + 2e- → H2O2。
但是，一旦产生过氧化氢，所述光催化剂优先还原过氧化氢(还原电位0.71eV)而非分子氧(还原电位-0.13eV)，并且所述反应移向在所述等离子体反应器体积的大部分内发生的以下平衡。
氧化
2光子 + 2H2O → 2OH* + 2H+ + 2e-
2OH* → H2O2。
还原
H2O2 + 2H+ + 2e- → 2H2O。
在本发明的上下文中，可以使用具有专门设计的形态的光催化方法产生经纯化的过氧化氢气体(PHPG)，其使得能够使过氧化氢在被迫经受光催化剂的后续还原之前从所述PHPG反应器除去过氧化氢。戒绝被吸附的过氧化氢气体的易于获得性，然后迫使所述光催化剂优先还原氧气而非过氧化氢。然后，通常可以通过所述光催化方法中水的氧化和分子氧的还原这二者同时产生过氧化氢气体。不意在进行限制，操作中产生的过氧化氢的量可以翻倍，然后在大多数过氧化氢能够被还原之前从所述体系移除—由此导致在相同条件下，是从光催化等离子体反应器中的等量活性催化剂位点产生的未经纯化的过氧化氢附带输出的数千倍的PHPG输出。这种专门设计的形态还使得能够在大大低于光催化等离子体反应器能够有效运行的绝对湿度的绝对湿度产生PHPG。例如，已经在2.5毫克/升的绝对湿度获得大于0.2ppm的PHPG输出。在所述专门设计的形态中优势反应变为：
氧化
2光子 + 2H2O → 2OH* + 2H+ + 2e-
2OH* → H2O2。
还原
O2 + 2H+ + 2e- → H2O2。
但是，不为理论所限，应该注意本发明的微生物防治和/或消毒/修复方法和装置不作为光催化方法的结果实现，而是通过当PHPG被释放到所述环境中时PHPG的作用实现。
使用允许过氧化氢气体在其能够被还原之前立即移除的形态，可以以任何本领域中已知的适合的方式产生PHPG，包括但不限于同时氧化气体形式的水并还原氧气的本领域中已知的任何适合的方法，包括气相光催化，例如使用金属催化剂例如二氧化钛、氧化锆、用助催化剂(例如铜、铑、银、铂、金等)掺杂的二氧化钛、或其它适合的金属氧化物催化剂。使用允许过氧化氢气体在其能够被还原之前立即移除的形态，还可以通过使用由任何适合的金属制造的或由金属氧化陶瓷构造的阳极和阴极的电解方法产生PHPG。作为选择，使用允许过氧化氢气体在其能够被还原之前立即移除的形态，可以通过在适合的支撑基底上的气态水和氧分子的高频激发产生PHPG。
在本发明的一方面中，公开了提供环境的微生物防治和/或消毒/修复的方法。所述方法通常包括(a)产生含有基本上没有例如水合(为在溶液中的水或通过共价、范德华力或伦敦力结合的水分子的形式)、臭氧、等离子体物类和/或有机物类的经纯化的过氧化氢气体(PHPG)的气体；和(b)将所述含有PHPG的气体引入所述环境使得所述PHPG用以在所述环境中提供微生物防治和/或消毒/修复，优选既在表面上又在空气中。
本文使用的术语“经纯化的过氧化氢气体”或PHPG一般是指基本上没有至少水合(为在溶液中的水或通过共价、范德华力或伦敦力结合的水分子的形式)和基本上没有臭氧的过氧化氢的气体形式。
在一些实施方案中，所述方法包括(a)在潮湿的经纯化的环境空气存在下，在一定条件下将金属或金属氧化物催化剂暴露于紫外光，从而形成基本上没有例如水合(为在溶液中的水或通过共价、范德华力或伦敦力结合的水分子的形式)、臭氧、等离子体物类和/或有机物类的经纯化的过氧化氢气体(PHPG)；和(b)将所述PHPG引入所述环境中使得所述PHPG用以在所述环境中提供感染控制和/或消毒/修复，优选既在表面上又在空气中，从所述环境空气除去臭氧，并从所述环境空气除去VOC’s。
在一个实施方案中，所述紫外光产生在大于约181nm，大于约185nm，大于约187nm，约182nm到约254nm，约187nm到约250nm，约188nm到约249nm，约255nm到约380nm等范围内的至少一个波长。在某些实施方案中，可以优选约255nm到380nm的波长以提高PHPG的产率。
本发明的另一方面涉及用于产生基本上没有例如水合(为在溶液中的水或通过共价、范德华力或伦敦力结合的水分子的形式)、臭氧、等离子体物类和/或有机物类的经纯化的过氧化氢气体(PHPG)的扩散器装置。参考例如图1和2，所述扩散器装置通常包含：(a)紫外光源4；(b)金属或金属氧化物催化剂基底结构3；和(c)空气分布机构5，6和/或7。
在某些实施方案中，所述空气分布机构可以是风扇5或任何其它适合的用于移动流体(例如空气)通过所述扩散器装置的机构。根据本发明的某些方面，所述空气分布机构的选择、设计、尺寸确定和运行应该使得流过扩散器装置的流体例如空气通常如实际那样快速(as rapid as is practical)。不打算受理论所限，据信在快速流体流动条件下产生了用以离开所述扩散器装置的最佳PHPG浓度。
所述紫外光源4通常可以产生足以激活潮湿环境空气的光催化反应、但不光解氧气从而引发臭氧形成的至少一个波长范围。在一个实施方案中，所述紫外光产生在大于约181nm，大于约185nm，大于约187nm，约182nm到约254nm，约187nm到约250nm，约188nm到约249nm，约255nm到约380nm等范围内的至少一个波长。在某些实施方案中，可以优选约255nm到380nm的波长以提高包括非水合的过氧化氢的、基本上不存在臭氧的PHPG的产率。
根据本发明，术语“基本上不存在臭氧”、“基本上没有臭氧”等通常是指臭氧的量低于约0.015ppm，低至低于臭氧的LOD(探测水平)的水平。这些水平低于人类健康通常接受的极限。在这一点上，the Food and Drug Administration(FDA)要求室内医疗装置的臭氧输出不超过0.05ppm臭氧。The Occupational Safety and Health Administration (OSHA)要求工人不暴露于大于0.10ppm的平均臭氧浓度8小时。The National Institute of Occupational Safety and Health (NIOSH)推荐0.10ppm的臭氧上限，在任何时候都不应超过。臭氧的EPA’s National Ambient Air Quality Standard是0.08ppm的最大8小时平均室外浓度。本文描述的扩散器装置一贯被证实它们不产生可通过德尔格管(Draeger Tube)检测水平的臭氧。
但是，在某些实施方案中，PHPG可以用于通过以下反应从周围环境除去臭氧：
O3 + H2O2 → H2O + 2O2。
在某些实施方案中，PHPG可以用于通过用PHPG直接氧化VOC’s从周围环境除去VOC’s。
在某些实施方案中，PHPG可以用于微生物防治，包括但不限于作为生物杀灭剂，用于室内空气处理、作为霉菌和/或真菌消除器、作为细菌消除器和/或作为病毒消除器。所述PHPG方法可以产生足以实施所希望的微生物防治和/或消毒/修复过程的过氧化氢气体。足够的量通常为本领域技术人员所知，并且可以根据待被净化的固体、液体或气体和特定的消毒/修复的性质而变化。
在某些实施方案中，关于空气和相关环境(包括其中的表面)的微生物防治和/或消毒/修复，在待被消毒的环境中PHPG的量可以从约0.005ppm到约0.10ppm，更特别地从约0.02ppm到约0.05ppm变化。已经证实这些量对例如以下有效：猫杯状病毒(EPA批准的诺瓦克病毒(Norovirus)代用品)、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)、抗万古霉素粪肠球菌(Vancomyacin Resistant Enterococcus Faecalis，VRE)、艰难梭状芽孢杆菌(Clostridium Difficile，C-Diff)、嗜热脂肪地芽孢杆菌(Geobacillus Stearothermophilus)和黑曲霉。这种量的PHPG可安全用于有人区域(包括但不限于学校、医院、办公室、家庭和其它公共区域)、杀灭表面污染性微生物、杀死空气传播的病原体和提供微生物防治，例如用于防止流行感冒的传播，控制医院感染和减少常见疾病的传播。
在某些实施方案中，对于空气和相关环境(包括其中的表面)的微生物防治和/或消毒/修复，PHPG的量可以从约0.005ppm到约0.40ppm变化。使用含有低至3.5mg/L的绝对湿度的未处理空气的进料能够一贯地获得0.2ppm的PHPG水平。更特别地，使用潮湿的再循环空气能够在待被消毒的环境中产生约0.09ppm到约0.13ppm的PHPG水平。已经证明这些量对例如H1N1病毒有效。这种量的PHPG还可安全用于有人区域(包括但不限于学校、医院、办公室、家庭和其它公共区域)、杀灭表面污染性微生物、杀死空气传播的病原体和提供微生物防治，例如用于防止流行感冒的传播，控制医院感染和减少常见疾病的传播。
在本发明的某些方面，所述环境空气的湿度优选大于约1%相对湿度(RH)，大于约5%RH，大于约10%RH等。在某些实施方案中，所述环境空气的湿度可以为约10%到约99%RH。在一个实施方案中，本发明的方法包括将所述环境空气的湿度调节为约5%到约99%RH，或约10到约99%RH的范围。
所述金属或金属氧化物催化剂可以选自二氧化钛、铜、氧化铜、锌、氧化锌、铁和氧化铁或它们的混合物，并且更优选地所述催化剂是二氧化钛。更特别地，二氧化钛是半导体，吸收电磁波谱的近紫外部分中的光。二氧化钛以两种形式合成—锐钛矿和金红石—其实际上是相同母晶结构的不同平面(planes)。采取的形式是所使用的制备方法和起始材料的函数。锐钛矿吸收波长小于380nm的光子，而金红石吸收波长小于405nm的光子。
约4μm厚的二氧化钛层将吸收100％入射的低波长光。已知二氧化钛具有约9-14×1014个活性表面位点/平方厘米。活性表面位点是表面上能够与羟基离子(hydroxyl ions)或其它碱性物类结合的配位不饱和位点。它的光催化活性受其结构(锐钛矿或金红石)、表面积、尺寸分布、孔隙度和其表面上羟基基团的密度影响。通常认为锐钛矿是比金红石更具活性的光催化剂。已知它比金红石更强烈地吸附分子氧并且在急骤照射(flash irradiation)后比金红石更长地保持光电导性(photoconductive)。锐钛矿和金红石分别具有3.2和3.0电子伏特(eV)的带隙能量。
大量试剂都已显示对光催化有影响。可以将这种试剂加入到反应环境中以影响光催化过程。如本领域技术人员所认识到的那样，一些试剂促进所述过程，而其它一些试剂减弱所述过程。还有其它一些用以促进一个反应而抑制另一个反应。
从酸-碱化学，已经发现碱性试剂可以在所述催化剂上的活性位点处结合。不为理论所限，比分子氧更强烈地吸附在所述催化剂上的可还原试剂可以替代作为电子受体。小分子化学物质、金属和离子都显示出这种能力。在这些情况中，对PHPG形成的影响由所述试剂相对于分子氧和过氧化氢接受电子的效率决定。
一些添加剂在副反应中或在不能实施所希望的反应的较低反应性自由基的形成中涉及自由基物类。而其它一些物理改变所述光催化剂，改变它的性能。根据本发明，可以选择添加剂以优化PHPG的形成(任选地同时最小化或消除臭氧、等离子体物类或有机物类的形成)。
在一个方面，如上所述，添加剂可以包括助催化剂。助催化剂可以是金属或沉积在催化剂表面上的涂层以改善所选择的PHPG反应的效率。助催化剂可以以两种方式改变催化剂的物理特性。首先，它们可以提供新的能级让导带电子占据。其次，助催化剂可以具有与负载光催化剂不同的吸收特性。这可以导致在所述助催化剂上竞争反应发生的顺序不同于在所述催化剂本身上的顺序。助催化剂通常在小于5％的表面覆盖率最有效。典型的助催化剂可以选自铂、银、镍、钯和许多其它金属化合物。酞菁也被证实具有助催化能力。
根据本发明的扩散器装置可以是任何适合的形状或尺寸，包括球形、半球形、立方形、三维长方形等。作为非限定性实例，所述扩散器装置可以构造为帆(sail)形状、360度支座、机翼形状(例如准备在建筑物通风管道中使用)；可以改进为顶部荧光照明固定装置的设计、特别构造用于小区域中的设计(例如运载用于飞机、炉上车辆和公共交通运输空气供给系统)。扩散器还可以构造为许多富于幻想的形状例如泰迪熊、猪形储钱罐、mock radio’s等。
所述扩散器装置的核心可以包括紫外光源。所述紫外光源4可以位于所述扩散器装置的中心或内部，可以根据所述装置的尺寸和其将要用于的应用而具有变化的强度。
举例来说，在某些实施方案中，参考图1和2，所述扩散器装置可以具有普通的伸长楔形。所述紫外光源4(例如可以是管状)可以包含在伸长的楔形或管形扩散器壳2之中。在一些构造中，按照其具体形状的要求，反射器1可以用于在装置的内部在特定的方向集中光。
所述扩散器装置的壳2可以由任何适合的基质材料包括陶瓷(ceramic)、瓷(porcelain)、聚合物等形成。举例来说，所述聚合物可以是疏水并且耐380nm到182nm范围的紫外光降解的多孔或开孔的聚合物。耐该范围内的一些波长(但不是全部)的聚合物，可以与只产生它们耐受范围内的光的UV灯一起使用。可以将扩散器壳模塑成任何希望的尺寸和形状，并以任何希望的颜色形成。在某些实施方案中，可以将磷光材料加入壳材料从而在吸收UV光时发出可见光。
所述扩散器装置通常还包括流体分布机构。所述流体分布机构通常用于移动流体，例如经过所述扩散器装置的空气。更特别地，所述空气分布机构通常将引导流体进入所述扩散器装置，其然后将经过扩散器基底扩散出去。
在一个实施方案中，参考图2，所述流体分布机构将引导流体经过引入口7到达构架在所述扩散器装置中的开口5之内的小风扇(未示出)。所述风扇在上游侧还可以具有可替换的疏水气体和/或灰尘过滤器6以防止有机气体和/或灰尘进入所述扩散器装置，从而保证了所述PHPG保持基本不含有机物类。基于需要，在某些实施方案中，流体分布机构具有在所述扩散器内产生温和过压所需的最低功率可能是理想的；在其它实施方案中，快风扇速度可能是更理想的。
在另一实施方案(图3中所描绘)中，说明了所述扩散器装置的360度支座安装实施方案的横截面。这是与图1和2的扩散器装置相似的扩散器装置的改变，例如其可以放置在大区域的中心。
在又一实施方案(图4中所描绘)中，说明了所述扩散器装置的机翼形实施方案(例如准备在建筑物通风管道内使用)的横截面。如所示出的那样，构造所述装置从而提供垂直的开孔表面以在其前沿迎接空气流，迫使空气流进所述装置。将发光二极管组和光催化帆平行于所述机翼形状的后沿排列，当PHPG产生时利用通过所述机翼的后沿产生的较低空气压力将PHPG从所述装置引出。在某些实施方案中，图4的扩散器装置可以任选地装备有补充内部风扇(未示出)以促进更大的气流、当没有空气流过空气管道时关闭所述装置然后当气流恢复时再次启动的气流传感器(未示出)，或这二者。
在又一实施方案(图5中所描绘)中，说明了能够被改进为顶部荧光照明固定装置的扩散器装置的一个实施方案的横截面。如所示出的那样，移除原固定装置的荧光灯管，向所述固定装置装备气密密封和通向电扇的线路。然后安装适合PHPG产生的灯管并且所述固定装置的底部装配有包含进气风扇和过滤器、例如长方形的光催化帆和例如长方形的开孔扩散器的组装体。
在又一实施方案(图6中所描述)中，说明了所述扩散器装置的加湿实施方案的横截面。如所示出的那样，吸液芯位于过滤器的下游，它的较低部分浸在水盘中。所述盘可以人工再装填，或通过由水位传感器(未示出)调节的自动进给再装填。
在又一实施方案(图7中所描绘)中，说明了含有湿度传感器的扩散器装置的一个实施方案的横截面。在一个实施方案中，可以使用所述湿度传感器，例如如果探测到大于预设操作参数(例如95%、98%、99%等)的操作湿度，用于关闭所述装置。
在又一实施方案(图8中所描绘)中，说明了用于小区域的扩散器装置的一个实施方案的横截面。该小装置被设计为直接插入小房间内的电源出口中。在所述装置边缘的进气风扇和过滤器向被发光二极管的小阵列活化的小光催化帆提供空气以产生PHPG。
在又一实施方案(图9中所描绘)中，说明了所述扩散器装置的运载实施方案(例如用于飞机、陆上车辆、公共交通运输空气供给系统内)的横截面。所述运载装置可以直接放置在供给气流中，并且可以配置内部风扇以补偿当空气通过所述设备时产生的压降。在某些实施方案中，可以构造所述装置使得对于所述实施方案的每种特定应用其具有与气流管道的内横截面相同的外横截面。
在又一实施方案(图10中所描绘)中，说明了扩散器装置的一个优选实施方案的前视图。该装置在所有三个维度是对称的，并且能够固定到支座形状的底部套管(bottom sleeve)中从而如所示出的那样直立站立或通过托架从墙或天花板水平安装。
在又一实施方案(图11中所描绘)中，说明了扩散器装置的一个优选实施方案的横截面。该装置采用弧形的灰尘和VOC过滤器以提供改善的过滤并向引入风室(intake plenum)提供经过过滤的空气。所述弧形过滤器更均匀地分布流经较大表面积的空气流，减少经过所述过滤器的压力损失。所述引入风室提供了引导空气垂直通过正好位于输出孔内部的弧形光催化帆的一组三个风扇。在该实施方案中，空气以直线从所述装置的后部流到前部。在所述气流之外有两个紫外灯泡以提供所述光催化帆的均匀照明。该实施方案提供了更好的性能，改善过滤7.66倍，改善气流7.5倍并使光子通量加倍。这以大大改善的速率为所述光催化帆提供潮湿空气(增加PHPG产生)，并大大减少PHPG一旦产生在所述光催化表面上的停留时间，保证更多的PHPG存留从而离开所述体系。
图12中所描绘的是图11的扩散器装置的实施方案的侧视图。
在一个实施方案中，所述扩散器壳的内表面通过用光催化剂将其涂覆一般可以用作所述基底，在一些实施方案中所述光催化剂可以包括用一种或多种其它金属掺杂的二氧化钛。举例而言，可以将所述光催化剂作为涂料施加到所述扩散器基底的内部。该施加通常应该实施为使得防止所述扩散器基底内孔的堵塞。在一个实施方案中，在施加所述光催化剂涂料后可以将空气施加到所述基底，并迫使其通过所述基底的孔，通过强迫通风使得涂层干燥并保持所述孔畅通。可能优选的是光催化涂层和扩散器基底的组合是足够不透明的以防止UV光从组装的扩散器装置漏出。
在另一实施方案中，所述扩散器壳和所述催化剂基底是不同的组件，所述基底层设置在所述扩散器壳的内表面之内并且与所述扩散器壳的内表面非常接近。
在某些实施方案中，如本文所描述，所述扩散器装置可以被设计为在预设的波长范围运行，从而特别地提高PHPG产率。此外，在某些实施方案中，所述扩散器装置可以加湿(见例如图6)，或可以设计为在特定的运行湿度运行，并且可以相应地调节运行参数。就这点而言，所述扩散器装置可以包括湿度传感器(见例如图7)。在某些实施方案中，所述扩散器装置可以任选地包括控制体系，以基于运行环境的湿度优化PHPG产率，和/或在湿度条件不适宜时停止运行。
扩散器设计通过在与气流垂直的大区域上(例如在一些实施方案中在帆状区域上)薄薄地铺展空气可透过的光催化PHPG反应器表面，而不是通过将其压缩到体积优化形态(被设计最大化在所述等离子体反应器内的停留时间)中，优化了PHPG生产。通过将所述PHPG反应器形态构造为薄的帆状空气可透过结构，刚好在所述扩散器的内壳之内，在所述催化剂上产生的过氧化氢分子的离开路径长度逐渐变短(becomes diminishingly short)，并且它们在所述PHPG反应器结构内的停留时间被减小至不足1秒(a fraction of a second)，防止了大多数的过氧化氢分子随后被吸附到所述催化剂上并被还原回水。而且，通过将所述催化剂基底刚好放置在所述扩散器壳的内表面之内，不仅使PHPG反应器表面积最大化，而且所产生的PHPG也几乎立即离开所述扩散器并从而避免由于延长暴露于UV光源引起的光分解。通过该形态，获得了高达0.40ppm的PHPG输出浓度。
在优选的实施方案中，由于PHPG分子之间的静电吸引，其当彼此反应时降解成水和氧气，PHPG浓度可以是自调节的。每当PHPG的浓度导致分子间间距在距离上比PHPG分子的静电吸引范围更接近时，就发生PHPG自调节。当这种情况发生时，PHPG分子互相吸引并降解直到浓度充分下降使得分子间间距大于所述PHPG分子的静电吸引范围。通过这种方式，PHPG浓度被保持在远远低于1.0ppm的OSHA工作场所安全限制的水平。
在一些实施方案中，在希望主动控制PHPG输出水平时，可以通过所述PHPG反应器本身调节PHPG的生产。通过将含有PHPG的经处理空气的经调节的一小部分再循环回来通过所述PHPG反应器，能够将PHPG生产水平设定在0.01ppm到0.40ppm的任何水平。当这样实施时，通过以下系列反应控制所述PHPG输出水平。
氧化
2光子 + 2H2O → 2OH* + 2H+ + 2e-
2OH* → H2O2。
还原
(100%- x%)O2 + 2(100%- x%)H+ + 2(100%- x%)e- → (100%- x%)H2O2
x%H2O2 + 2x%H+ + 2x%e- → 2x%H2O。
由于PHPG中的过氧化物键的还原电位(+0.71eV)大大高于氧分子中氧原子之间双键的还原电位(-0.13eV)，因此PHPG相对于氧气优选被还原并且其只使用少量的再循环PHPG来降低净生产水平。通过这种经调节的部分再循环的方式，仅通过将一些已经处理的空气重新引回通过所述PHPG反应器，能够将否则为最高输出而设计的PHPG反应器设定到较低水平。
应该注意，这种PHPG优化形态还最小化可能进入并通过所述体系的任何有机污染物的停留时间，显著降低它们被氧化的可能性。实际上，为了PHPG生产而优化的光催化体系通过设计当有机污染物通过所述催化剂结构时不太可能将它们氧化；而为了有机污染物的氧化而优化的光催化体系通过设计将抑制过氧化氢气体产生。
根据本发明的某些方面，可以在基本上不存在臭氧、等离子体物类和/或有机物类的条件下产生PHPG，例如当用本文描述的范围内的UV光活化时通过吸附的水分子的光催化氧化。在一个实施方案中，可以将在其内部用光催化剂涂覆的扩散器基底(或内部衬有薄的帆状空气可透过的光催化剂结构的扩散器壳)置于紫外灯之上和围绕所述紫外灯。所述扩散器中的开口可以用作框架，UV灯的电源和支撑结构将装配到其中。组装后，所述扩散器装置可以如下运行：(a)所述流体分布机构经过有机蒸气和灰尘过滤器将空气引入所述扩散器，产生过压；(b)空气通过所述基底和/或扩散器壳中的孔或口移出所述扩散器；(c)空气中包含的水分吸附到所述光催化剂上；(d)当被照射时，由所述灯产生的UV光活化所述光催化剂，使其氧化吸附的水并还原吸附的氧气，产生PHPG；和(e)然后在所述扩散器装置内部产生的PHPG通过所述扩散器的孔或口迅速移出所述扩散器进入周围环境。
在一些实施方案中，可以通过中压汞弧(MPMA)灯产生PHPG。MPMA灯不仅发出紫外光，还发出可见光和在红外光谱中的波长。重要的是当选择灯时，应该仔细检查紫外光谱中的输出。紫外光谱输出有时通过图表表示，示出在重要紫外波长处的比例输出。由于其功能性而选择所述MPMA灯的广谱。
在其它实施方案中，可以通过发紫外光二极管(UV LED’s)产生PHPG。UV LED’s更小巧并且UV LED’s组能够以各种尺寸和方式排列，使得能够生产更小、更强健的体系。
在其它实施方案中，可以通过单独或分组管理装置的控制体系调节PHPG输出。此类控制体系可以通过以下调节运行：(a)开启和关闭装置；(b)调节光强度和/或风扇速度；(c)通过自动比色装置、通过自动德尔格指示器(Draeger indicators)、通过闪蒸积累在含水陷阱(aqueous trap)中的PHPG、通过测量对过氧化氢累积敏感的基底的传导性的变化或通过热方式(测量由PHPG和其静电吸引的稳定反应物之间的放热反应产生的热量)，直接监控环境PHPG水平；和(d)通过相对湿度间接监控环境PHPG水平。
实施例
不意在受以下性能实施例的限制，如下构建了本发明的一个实施方案：(a)将所述装置构造为20英寸长并具有8.5英寸半径的四分之一圆筒形状；(b)将所述四分之一圆筒设计为装配到墙和天花板交接处形成的90度角中，所述四分之一圆筒的直侧面紧靠着墙和天花板安装，而所述圆筒的弯曲面向外并向下朝向房间内；(c)从下面看，所述四分之一圆筒的右端支撑具有240立方英尺/分钟最大输出可变速风扇和高效的疏水活性碳进气过滤器；(d)所述四分之一圆筒的左端支撑风扇的电源接头和十四英寸中压汞弧(MPMA)灯，所述MPMA灯设置为使得所述灯在所述四分之一圆筒内居中并与所述四分之一圆筒的长度平行；(e)将开孔的金属反射器放置在所述MPMA灯的后面以朝着所述四分之一圆筒的弯曲面的内表面反射光；和(f)对所述圆筒的弯曲面进行开孔以允许空气而不是光流出所述装置。
将弯曲的帆状催化剂结构刚好放置在所述四分之一圆筒的弯曲面的内表面之内并与其平行；(a)所述催化剂基底为十八英寸长，十一英寸高，架构化(framed)，并从顶部到底部具有半径为8.25英寸的曲率；(b)由玻璃纤维形成，并用结晶二氧化钛粉末涂覆；和(c)将所述二氧化钛以五个涂层施加到所述玻璃纤维以保证所有纤维完全覆盖，然后在烘箱中烧结使光催化剂晶体彼此结合并与所述玻璃纤维结合。
在运行期间，将所述风扇和所述MPMA灯都打开：(a)将进气空气经过高效的疏水活性碳进气过滤器而引入所述装置中，所述进气过滤器通过吸附从进气空气除去挥发性有机烃类(VOC’s)而不除去水分；(b)将所述进气空气提供到所述装置的后部，在那里所述开孔的金属反射器将其均匀地重新引向所述光催化剂结构和所述四分之一圆筒的开孔面的内部；(c)来自进气空气的水分和氧气吸附到所述光催化剂上，所述光催化剂通过来自所述MPMA灯的255nm到380nm的光活化；(d)所述被活化的光催化剂将水氧化成羟自由基，其然后结合以形成过氧化氢，而分子氧同时在所述光催化剂上被还原成过氧化氢；和(e)所产生的经纯化的过氧化氢气体(PHPG)通过所述空气流被立即带离所述光催化剂，经过所述装置的不透光的开孔面，流出进入房间中。
这样产生的经纯化的过氧化氢气体(PHPG)：(a)因为其通过催化剂方式不是通过水溶液的蒸发产生，所以基本上不含结合水(bonded water)；(b)因为所述MPMA灯不使用任何能够光解分子氧的波长，所以所述PHPG基本上不含臭氧；(c)因为所述光催化剂的形态允许过氧化氢在其随后能够被光催化还原之前从光催化剂的表面快速除去，所以所述PHPG基本上不含等离子体物类；(d)因为所述PHPG一旦离开所述光催化剂表面就立即经过所述四分之一圆筒的不透光的开孔面流出，所以防止了所述PHPG发生紫外(UV)光解；和(e)因为VOC’s被高效的疏水活性碳进气过滤器吸附，所以所述PHPG基本上不含有机物类。
使所述装置经受由两个被认证的实验室设计和实施的测试从而：(a)测量经纯化的过氧化氢气体(PHPG)的输出；(b)确认所述输出基本上不含臭氧；(c)确认所述输出基本上不含VOC’s；(d)测量PHPG对抗猫杯状病毒(经EPA批准的诺瓦克病毒代用品)、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)、抗万古霉素粪肠球菌(VRE)、艰难梭状芽孢杆菌(C-Diff)、嗜热脂肪地芽孢杆菌(被保险业用于证实成功的微生物修复的一种稳定细菌)和黑曲霉(一种普通真菌)的效力；和(e)在不同的环境相对湿度(包括在华氏70-72度35%到40%，在华氏81-85度56%到59%和在华氏78度98%)测试。
臭氧、VOC’s、温度和湿度的测试都使用标准设备完成。由于没有易于得到的测试浓度低于0.10ppm的过氧化氢气体的设备，因此设计了三种新的方式：(a)过氧化氢测试条(一般用于测量水溶液中的大致浓度)被用于探测随着时间推移PHPG的存在；(b)过氧化氢测试条(一般设计为暴露20秒后读数)被用于积累PHPG并提供精度在0.01ppm内的PHPG浓度近似读数，当对于少于一小时时期的暴露时间进行标准化时—例如在5分钟期间积累0.5ppm的测试条曝露了15个20秒间隔，指示0.5ppm除以15的大致浓度，或0.033ppm；(c)德尔格管(被设计为吸入2000立方厘米的空气后探测低至0.10ppm的过氧化氢浓度)被发现当通过经校准的泵吸入较大体积时，提供精度在0.005ppm内的较低浓度读数—例如在吸入4000立方厘米后指示0.10ppm的德尔格管测量了0.05ppm的近似PHPG浓度，和吸入6000立方厘米后指示0.10ppm的德尔格管测量了0.033ppm的近似PHPG浓度；和(d)发现用过氧化氢测试条和德尔格管进行的测试彼此精密一致。
在被设计用于测量不同湿度下过氧化氢水平的测试中，收集到以下数据：
相对湿度 温度 (华氏) PHPG浓度 探测/测量方式
98% 78 0.08 ppm 测试条/德尔格管/ 微生物减少
56% - 59% 81 - 85 0.05 - 0.08 ppm 测试条/德尔格管/ 微生物减少
35% - 40% 70 - 72 0.005 – 0.01 ppm 测试条/微生物减少
所述PHPG测量数据说明产生的PHPG的浓度高度依赖于相对湿度。这是可预测的，因为PHPG的产生直接取决于空气中水分子的可用性。应该注意，the US Department of Health and Human Services要求医院手术室维持在30%到60%相对湿度。
所述PHPG测量数据还随时间保持恒定并表明约0.08ppm的平衡上限。由于每当PHPG分子的分子间间距变得小于它们相互的静电吸引范围PHPG分子彼此的静电吸引，这也是可预测的。在这种情况下，过量的PHPG与自身反应以产生氧气和水分子。该0.08ppm的上限同样远远低于1.0ppm的OSHA工作场所安全限值并且因此对呼吸是安全的，说明PHPG体系能够安全地和连续地用于有人区域。
所有测试还说明在所述装置的输出中完全不存在臭氧。
在VOC测试中，在2500立方英尺房间中建立2-丙醇的7ppm的大致环境浓度。发现所述装置迅速地减少整个房间的VOC水平。
Figure 3475DEST_PATH_IMAGE001
在定性微生物测试中，在几个测试中将接种有嗜热脂肪地芽孢杆菌的芯片放在环境中，并在所有情况下都显示在约数小时内所述细菌的显著减少。
在Eagan，Minnesota的ATS实验室的定量的微生物测试中收集到以下数据。应该注意，这些令人印象深刻的杀灭率是使用在35%到40%的相对湿度产生的仅0.005ppm到0.01ppm的PHPG浓度获得的。
Figure 920616DEST_PATH_IMAGE002
在较高的湿度，产生较高浓度的PHPG，并且微生物减少率将提高。使用改善的样机的该测试实现高达0.40ppm的PHPG浓度，是这种定量测试中使用浓度的四十倍，收集数据。
而且，对比测试显示，在相同条件下所述PHPG测试装置产生的PHPG平衡浓度是从光催化等离子体反应器中的等量活性催化剂位点产生的未经纯化的过氧化氢附带输出的数千倍。
一般地，已经在具体实施方案中以一定程度的细节描述了本发明，但是应该理解仅仅通过举例的方式给出了本说明书，并且不背离在以下示例实施方案中所示的本发明的主旨和范围，在构建、制造和使用的细节中，包括部件的组合和配置，可以做出大量改变。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.用于环境的微生物防治和/或消毒/修复的方法，所述方法包括：(a)产生含有经纯化的过氧化氢气体(PHPG)的气体，该PHPG基本上没有溶液中的水或通过共价、范德华力或伦敦力结合的水分子形式的缔合水，臭氧，等离子体物类和/或有机物类；(b)将所述PHPG引入所述环境中使得不但在表面上而且在空气中所述过氧化氢气体用以在所述环境中提供微生物防治和/或消毒/修复。
2.权利要求1的方法，其中所产生的PHPG被静电吸引到微生物上互补地带正电荷和带负电荷的结构和/或位点上，由此与水合的过氧化氢或臭氧相比，增加其微生物防治和/或消毒/修复的效能。
3.权利要求1的方法，其中所产生的PHPG浓度为0.005ppm到0.40ppm。
4.权利要求1的方法，其中通过在未处理的空气和已经用PHPG处理的部分空气再循环之间平衡进给空气，能够主动将所产生的PHPG调节到想要的浓度。
5.权利要求1的方法，其中所述环境的微生物防治和/或消毒/修复包括室内空气处理、净水器、霉菌消除器、细菌消除器和病毒消除器。
6.权利要求1的方法，其中所述空气的百分比湿度为5-99%，或被调节到该范围内。
7.用于环境的微生物防治和/或消毒/修复的方法，所述方法包括：(a)在潮湿的经纯化的环境空气存在下，在用以形成基本上没有溶液中的水或通过共价、范德华力或伦敦力结合的水分子形式的缔合水，臭氧，等离子体物类和/或有机物类的经纯化的过氧化氢气体(PHPG)的条件下将金属或金属氧化物催化剂暴露于紫外光；(b)将所述PHPG引入所述环境中使得所述过氧化氢气体用以不但在表面上而且在空气中在所述环境中提供感染控制和/或消毒/修复。
8.权利要求7的方法，其中所述环境的微生物防治和/或消毒/修复包括室内空气处理、净水器、霉菌消除器、细菌消除器和病毒消除器。
9.权利要求7的方法，其中所述空气的百分比湿度为5-99%，或被调节到该范围内。
10.权利要求7的方法，其中所述金属或金属氧化物催化剂是二氧化钛。
11.权利要求7的方法，其中所述PHPG的产生通过这些物类与PHPG的直接化学反应还导致从环境空气中去除臭氧和VOC’s这两者，所述去除包括(a)与臭氧反应以产生氧气和水，和(b)与VOC’s反应以产生二氧化碳和水。
12.权利要求7的方法，其中所述金属或金属氧化物催化剂暴露于波长至少在约255nm－380nm的紫外光。
13.用于产生PHPG的扩散器装置，其包括：(a)紫外光源；(b)金属或金属氧化物催化剂基底结构；和(d)空气分布机构。
14.权利要求13的装置，其中所述催化剂在其基底上的形态是薄的、帆状的空气可透过的结构，设置为垂直于通过所述扩散器装置的空气流；和
其中所述形态改变所述催化剂的反应平衡从而其不但由水的氧化而且由分子氧的还原产生过氧化氢；和所述形态通过使所述过氧化氢在其能够被还原前快速流过并远离所述催化剂而基本上防止了过氧化氢在催化剂上的还原。
15.权利要求13的装置，其中所述空气分布机构是风扇。
16.权利要求13的装置，其中所述紫外光源产生至少一个波长范围。
17.权利要求13的装置，其中所述紫外光产生多于一个波长范围。

Claims (16)

1.用于环境的微生物防治和/或消毒/修复的方法，所述方法包括：(a)产生含有经纯化的过氧化氢气体(PHPG)的气体，该PHPG基本上没有水合、臭氧、等离子体物类和/或有机物类；(b)将所述PHPG引入所述环境中使得所述过氧化氢气体用以不但在表面上而且在空气中在所述环境中提供微生物防治和/或消毒/修复。
2.权利要求1的方法，其中所产生的PHPG被静电吸引到微生物上带正电荷和带负电荷的结构和/或位点上，由此与水合的过氧化氢或臭氧相比，增加其微生物防治和/或消毒/修复的效能。
3.权利要求1的方法，其中所产生的PHPG浓度为0.005ppm到0.40ppm。
4.权利要求1的方法，其中通过在未处理的空气和已经用PHPG处理的部分空气再循环之间平衡进给空气，能够主动将所产生的PHPG调节到想要的浓度。
5.权利要求1的方法，其中所述环境的微生物防治和/或消毒/修复包括室内空气处理、净水器、霉菌消除器、细菌消除器和病毒消除器。
6.权利要求1的方法，其中所述空气的百分比湿度为5-99%，或被调节到该范围内。
7.用于环境的微生物防治和/或消毒/修复的方法，所述方法包括：(a)在潮湿的经纯化的环境空气存在下，在用以形成基本上没有水合(以在溶液中的水或通过共价、范德华力或伦敦力结合的水分子的形式)、臭氧、等离子体物类和有机物类的经纯化的过氧化氢气体(PHPG)的条件下将金属或金属氧化物催化剂暴露于紫外光；(b)将所述PHPG引入所述环境中使得所述过氧化氢气体用以不但在表面上而且在空气中在所述环境中提供感染控制和/或消毒/修复。
8.权利要求6的方法，其中所述环境的微生物防治和/或消毒/修复包括室内空气处理、净水器、霉菌消除器、细菌消除器和病毒消除器。
9.权利要求6的方法，其中所述空气的百分比湿度为5-99%，或被调节到该范围内。
10.权利要求6的方法，其中所述金属或金属氧化物催化剂是二氧化钛。
11.权利要求6的方法，其中所述PHPG的产生通过这些物类与PHPG的直接化学反应还导致从环境空气中去除臭氧和VOC’s这两者，所述去除包括(a)与臭氧反应以产生氧气和水，和(b)与VOC’s反应以产生二氧化碳和水。
12.用于产生PHPG的扩散器装置，其包括：(a)紫外光源；(b)金属或金属氧化物催化剂基底结构；和(d)空气分布机构。
13.权利要求11的装置，其中所述催化剂在其基底上的形态是薄的、帆状的空气可透过的结构，设置为垂直于通过所述扩散器装置的空气流；和
其中所述形态改变所述催化剂的反应平衡从而其不但由水的氧化而且由分子氧的还原产生过氧化氢；和所述形态通过使所述过氧化氢在其能够被还原前快速流过并远离所述催化剂而基本上防止了过氧化氢在催化剂上的还原。
14.权利要求11的装置，其中所述空气分布机构是风扇。
15.权利要求11的装置，其中所述紫外光源产生至少一个波长范围。
16.权利要求11的装置，其中所述紫外光产生多于一个波长范围。
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PB01 Publication
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