UV臭氧处理清洁效果及再污染

UV臭氧处理清洁效果及再污染

等离子清洗和UV臭氧清洗可以将水滴的接触角降低到几乎0度。理论上，即使玻璃表面残留一层其他有机化合物的单分子层，接触角也不会是0度。实际中能够得到的接触角受到接触角仪测量极限的限制，所以当我们收集大量数据时，测量极限在3度到6度之间变化。毫无疑问，使用等离子和紫外线臭氧的干洗可以将玻璃表面上水滴的接触角降低到几乎为0度，但很难掌握玻璃表面的实际性质。另一个问题是，即使将表面的有机分子膜完全去除，大气中漂浮着许多气体和蒸气，这些气体和蒸气会粘附在玻璃表面上并重新污染它，但重新污染的时间会很长。目前还不清楚是多少。从文献数据来看，差异相当大，最短的时间为30分钟，最长的时间为24小时。因此，我们尝试使用低压汞灯和氙准分子灯进行玻璃清洁。结果如图2和图3所示。如表6所示，低压汞灯和准分子灯有254 nm和185 nm两个发射波长，后者单一波长为172 nm。光的波长越短，能量越高；185 nm线的值为647 kJ/mol，172 nm线的值为696 kJ/mol，高出约7.6%。虽然性能很高，但172 nm线对氧的吸收较强，因此在大气中的透过率在6.6 mm左右的距离处下降到10。如图2所示，用低压汞灯处理时，在图中所示的条件下处理10秒后就达到了接触角测量极限。

尽管处理时间增加到30秒，但接触角值保持不变。之后，我们尝试添加超声波清洗（MS），但使用接触角计没有发生任何变化。实验结束后，将样品留在实验室，40小时和120小时后测量表面的接触角。处理10秒的样品接触角增加到20度，但处理10秒的样品接触角增加到20度。 30秒显示没有变化。 120小时后测量时，处理10秒的样品的接触角略有增加至21度，但处理30秒的样品的接触角保持不变。由于实验此时已中止，后续结果不得而知，但获得了迄今为止获得的各种数据中最长的再污染时间。
虽然结果表明再污染时间比实际结果要长得多，但只要清洁程度取决于水滴的接触角，该结果表明一旦接触角达到测量值就应进行处理当你停止时，表明它还不是最高点。在本实验中，处理10秒后就达到极限值，处理30秒后再污染时间大大延长。详细的数据还要等待以后的实验，不过好在UV臭氧清洗时间短，所以我建议将处理时间至少延长三倍。再污染时间根据清洁程度而变化的原因是，在图2所示的实验中，处理10秒后玻璃表面的状态介于单分子层和化学吸附层之间，如表3所示。尽管部分玻璃表面完全没有污染，但仍可能残留许多污染岛。大气中漂浮的有机分子反复与玻璃表面碰撞，虽然它们立即落在均匀的污染膜上，但很容易假设它们会由于不同类型的玻璃表面上的弹性碰撞而反弹。