Direkte Wasserphotolyse (172 nm/185 nm)
Direkte Wasserphotolyse nutzt Vakuum-UV-Strahlung (VUV) bei 172 nm und 185 nm, um das Wassermolekül selbst zu spalten und so reaktive Spezies zu erzeugen – vollständig ohne Chemikalienzugabe. Peschl Ultraviolet setzt dieses Wirkprinzip ein, wo Reagenzien-freie Aufbereitung zwingend erforderlich ist, etwa bei ultrareinem Wasser oder kleinsten, hochsensiblen Prozessströmen.
- 1. Mechanismus
Direkte Wasserphotolyse des Wassermoleküls
Wasser absorbiert VUV-Strahlung bei 172 nm und 185 nm direkt – im Gegensatz zu UV-C bei 254 nm, das von reinem Wasser kaum absorbiert wird. Die Photonenenergie reicht aus, um die O–H-Bindung homolytisch zu spalten:
H₂O + hν (172/185 nm) → OH• + H•
H• + O₂ → HO₂• (Folgereaktion)Bei 185 nm wird zusätzlich gelöster Luftsauerstoff zu Ozon umgesetzt, das seinerseits weiter zu OH•-Radikalen reagieren kann – ein in-situ-AOP-Effekt ohne externe Dosierung:
O₂ + hν (185 nm) → 2 O(³P) → O₃
O₃ + hν / H₂O → OH•Bei 172 nm (Excimer-Strahler, Xe₂*) ist die Eindringtiefe in Wasser sehr gering (im µm-Bereich), wodurch die Reaktion nahezu ausschließlich oberflächennah stattfindet – relevant für dünne Filmschichten oder Mikrofluidik-Anwendungen. 185 nm dringt tiefer ein und eignet sich daher besser für Volumenströme.
- 2. Einsatzbereich
Das Verfahren eignet sich für Anwendungen, in denen jede Form von Chemikalienzugabe unerwünscht oder unzulässig ist, sowie für sehr geringe Volumenströme mit hohem Reinheitsanspruch.
Typische Substrate und Anwendungen:- Ultrareinwasser (UPW) in Halbleiterfertigung und Pharma
- TOC-Reduktion (Total Organic Carbon) in Reinstwassersystemen
- Oberflächenaktivierung dünner Wasserfilme (172 nm)
- Mikrobiologische Inaktivierung in Kombination mit oxidativem Effekt
Vergleich: VUV-Photolyse vs. UV/H₂O₂
Kriterium VUV-Photolyse (172/185 nm) UV/H₂O₂ (254 nm) Chemikalieneinsatz Keiner H₂O₂-Dosierung erforderlich Eindringtiefe in Wasser Sehr gering (µm–mm) Hoch (cm-Bereich) OH•-Quelle Wasser selbst + in-situ O₃ Externes H₂O₂ Geeignet für Dünnschicht, kleine Volumenströme, UPW Größere Volumenströme, höhere Frachten Typische Einsatzfelder Halbleiter, Pharma-Reinstwasser Industrie, Kommunalabwasser