光離子催化技術原理說明-淨霸：釋出活性氧、分解二手菸

2月 05, 2026

淨霸空氣淨化器是採用光離子催化技術，這就是已經超過30年使用經驗的 UV / O₃ / TiO₂ 高級氧化技術，設備內含特殊紫外線燈管，可放射出 UVC 波長範圍（185&256 nm）的紫外光，不只可以有效分解二手菸，對細菌、病毒和黴菌也具有極佳的滅活效能。

一般的紫外燈管因為材質的限制，只能釋放出256 nm波長的紫外光。

其中185 nm 波長的紫外光，可離子化空氣中的氧氣和水氣，產生相當高濃度的 H₂O₂、O₃、H₃O⁺、OH·、O₂⁻ 等空氣淨化因子，又稱為「活性氧」；此類活性氧分子在高水氣環境下，可促進氫氧自由基（OH·）的生成，並加速氧化反應速率。

搭配含 TiO₂ 觸媒的催化作用，可加速空氣淨化速率，縮短反應所需時間。

整個光離子催化空氣淨化作用原理包含：光解反應、離子化反應與催化反應，各反應機制詳述如下。

不急不急，你看完之後就可以完全理解了！

1. 光解反應（Photolysis）

光解反應又分為**直接光解反應（direct photolysis）與間接光解反應（indirect photolysis）**兩部分。

直接光解反應係藉由短波長（185 nm）的紫外光能量直接破壞分子鍵結；間接光解反應則是透過短波長紫外光能量，將空氣中的水氣與氧氣離子化後，產生臭氧（O₃）、雙氧水（H₂O₂）、氫氧自由基（OH·）、超氧離子（O₂⁻）等對污染物具有氧化／還原能力的活性物質，也就是世界科學期刊上講的「活性氧」，再由此類活性氧物質與污染物進行分解反應，達到淨化空氣的目的。

因其特性，此處將間接光解反應歸類為離子化反應，詳述於後。

唯有特殊材料製成的紫外線燈管才可有效放射出波長 185 nm 與 254 nm 波長的紫外線。

254 nm 波長的紫外光早有眾多文獻與實際應用證實，可直接破壞細菌與病毒的 DNA，達到滅活細菌與病毒的效能，普遍應用於微生物實驗室與開刀房等處的殺菌方式。

而185 nm 波長就更厲害了，下圖即為客人在momo上面的留言，有效解決了二手菸味、油煙味、寵物的排泄物味道。

為什麼185 nm 波長紫外光有辦法做到分解異味呢？

依據普朗克–愛因斯坦方程式（Planck–Einstein equation）與光波長及頻率的關係式，可推導出 185 nm 波長紫外光所具有的能量。

能量計算公式

E = hν (1)
ν = c / λ (2)
E = hc / λ (3)

其中：

E：該波長光線的能量（eV 或 kJ/mol）
h：普朗克常數 = 4.1357 × 10⁻¹⁵ eV·s 或 6.63 × 10⁻³⁴ J·s
（1 eV = 1.6 × 10⁻¹⁹ J）
ν：該波長光線的頻率（s⁻¹）
c：光速 = 3 × 10⁸ m/s
λ：光波長（nm）

由此可計算出 185 nm 紫外光能量約為 6.7 eV，相當於 646 kJ/mol。

當分子間的鍵能小於紫外光所放射的能量（646 kJ/mol）時，分子鍵結即可被破壞而崩解；反之，當分子鍵能大於紫外光能量時，則不易被破壞。

依此推論，表 A1 中所列之分子鍵，幾乎皆可能被光解反應破壞，涵蓋絕大部分室內空氣污染物與臭味來源，包含二手菸尼古丁分子。

用紫外光產生活性氧vs用高壓電流產生活性氧的最大不同，

就是會不會產生對人體有害的氮氧化物NOx。

2. 離子化反應（Ionization）

如前所述，紫外線燈管可釋放小於 200 nm 波長的紫外光，其高能量可將空氣中的氧氣與水氣加以離子化，產生臭氧（O₃）、水合氫離子（H₃O⁺）、氫氧自由基（OH·）、過氧化氫（H₂O₂）與超氧離子（O₂⁻）等活性氧分子。

其反應式如下：

H₂O + hν（＜200 nm） → 2H⁺ + 2e⁻ + 1/2 O₂ (4)
O₂ + hν（＜200 nm） → O· + O· (5)
H₂O + H⁺ → H₃O⁺ (6)
H₂O + O· → H₂O₂ (7)
O₂ + e⁻ → O₂⁻ (8)
O₂ + O· → O₃ (9)
H⁺ + e⁻ + O· → OH· (10)

上述活性氧淨化因子皆具有極強的氧化／還原能力，特別是氫氧自由基（OH·），其氧化能力極強，會迅速與空氣中的污染物反應。由於其壽命僅為數微秒（μs），反應後即轉化為水，不會對人體造成傷害。