[发明专利]用于UV发射装置的磷光体组合物和利用该磷光体组合物的UV发生装置

说明书

一种UV发射装置，具有至少一个第一磷光体，其吸收波长小于200nm的UV辐射并且发射波长在220nm和245nm之间的UV辐射，和至少一个第二磷光体，其吸收波长在220nm和245nm之间的UV辐射并发射波长在250nm和315nm之间的UV辐射。

技术领域

本公开涉及一种用于UV发射装置的磷光体组合物以及包括这种磷光体组合物的UV发生装置。

背景技术

在本文中，磷光体是一种化学成分，其吸收特定能量的电磁辐射并随后重新发射出不同能量的电磁辐射。这种磷光体例如从荧光灯中众所周知。术语“磷光体”不能理解为化学元素磷，术语“磷光体组合物”应理解为至少两种磷光体的组合，它可以是一层或多层的。例如两种不同磷光体的混合物，或者是一种磷光体覆盖在另一种磷光体上的多层应用。

UV-C发射气体放电灯，例如低压或中压汞放电灯，广泛用于水和废水应用中的消毒目的，它们还可用于所谓“高级氧化工艺”，即裂解高持久性的氟化碳或氯化碳。低压汞气体放电灯发射波长主要在254nm的UV-C，它通过灯管和护管套的壁材辐射出来，这些壁材通常由石英制成。这部分辐射能有效地破坏例如细菌和病毒的DNA。这种灯广泛应用于例如市政供水和污水处理等设施。

另一方面，环境问题导致需要无汞替代品，因此开发了Xe准分子灯，其在172nm±8nm的波长范围内发射出大部分辐射。这部分电磁波谱被称为“真空紫外线”(VUV)。这种高能辐射的很大一部分被灯的石英体吸收，因此在应用中损失了。

现有技术文件公开了用于照明目的的灯，其中使用了两种磷光体的组合，例如文献DE 101 29 630 A1、DE 103 24 832 A1和US 6,982,046 B2。在所有这些文献中，第一磷光体用于吸收VUV辐射并发射波长更长的UV辐射，例如UV-C。这些灯还提供第二磷光体以吸收UV-C辐射并发射在电磁光谱可见区的辐射。通过这种方式，VUV区域发射的部分辐射能量可以转化为可见光，从而提高灯的能量效率。然而，可见光不能用于消毒目的。

紫外线辐射消毒需要能发射UV-C部分光谱的灯。目前已经提出了几种磷光体，它们可以将170nm至185nm波长的辐射转换为250nm左右的较长波长的辐射，例如文献US 6,734,631 B2、US 2005/0073239 A1、US 2009/0160341 A1、US 2012/0319011 A1、US 2008/0258601 A1、US 7,935,273 B2和US 8,647,531 B2。US 2007/0247052 A1公开了一种具有两种不同的UV-B磷光体的灯，其中两种不同的UV-B磷光体以层状被施加在放电容器的内部，并且任选地包含MgO作为添加剂。然而，所提出的磷光体不含铋(Bi)。这些文献在此以参考的方式并入，现有技术文献中提出的磷光体在上述技术应用中存在若干缺点。

文献WO 2018/106168 A1公开了一种具有单个磷光体层的UV灯，该磷光体层包括一个或多个磷光体。由于磷光体混合在单层中，灯的量子效率(QE)不是最佳的。

首先，许多磷光体包含有稀有且昂贵的元素，这使得在大规模装置中的使用过于昂贵。此外，一些现有技术的化合物没有表现出期望的长期稳定性，而这在例如市政设施中是必需的。更重要的是，这些磷光体在255nm和265nm之间的波长范围内没有明显的发射，尤其是描述吸收VUV光子和发射UV-C光子之间的比率的量子效率不能令人满意以获得良好的整体灯效。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种新型的UV-C和/或UV-B发射装置，它是能量有效的和长期稳定的，具有改进的UV-C和/或UV-B发射光谱以满足特定应用，例如消毒或光化学的应用。

本发明的另一个目的是提供一种新颖的磷光体组合物，特别是用于无汞UV发射装置的组合物，以改进上述缺陷。此外，本发明的另一个目的是提供包含这种磷光体的UV发生装置。