專利名稱：高吸附性光催化空氣處理器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及采用對有機(jī)物具有高吸附性高光催化轉(zhuǎn)化效率材料的空氣處理器，具體為一種高吸附性光催化空氣處理器。
背景技術(shù)：
利用半導(dǎo)體催化劑材料被紫外光或可見光激發(fā)能產(chǎn)生高能電荷電子-空穴對，在氧或水的參與下，可以使吸附在催化劑表面的污染物、微生物、有機(jī)物、細(xì)菌等氧化或還原、或轉(zhuǎn)化或降解，從而達(dá)到凈化空氣的目的，而空氣中的氧及微量水分恰好為這類反應(yīng)提供了條件。
寬禁帶半導(dǎo)體光催化劑要求采用紫外光激發(fā)的激發(fā)光源。如對TiO2激發(fā)要求λ°≤380nm的紫外光源。這一特性恰好又滿足了利用紫外光凈化室內(nèi)空氣技術(shù)中同時殺死空氣中致病微生物的要求，因此在光催化空氣凈化處理器中一般都使用醫(yī)用殺菌燈作反應(yīng)光源，其光波長λ°＝253.7nm。
氣固相光催化反應(yīng)是在常溫下進(jìn)行的催化反應(yīng)，反應(yīng)光源亦屬冷光，對環(huán)境溫度無顯著影響，這就滿足了光催化消除污染技術(shù)應(yīng)用于室內(nèi)空氣凈化的要求。
目前市售的氣固相光催化空氣凈化處理器，在技術(shù)方面仍存在較嚴(yán)重的工藝技術(shù)問題，因而影響了光催化技術(shù)的實用化推廣及應(yīng)用。如(1)TiO2是一種白色、無毒價廉的化學(xué)原料，在紫外光條件下，能產(chǎn)生光催化功能，具有抗菌分解油污和有害氣體的功能。但是TiO2對有機(jī)物、細(xì)菌、微生物及其他微粒缺乏吸附能力，盡管該材料對紫外光敏感，然而光催化效率不高。(2)TiO2具有較高的帶隙能，在紫外光的范圍內(nèi)具有一定激發(fā)光催化能力，但對自然光不敏感。為提高其光催化能力，目前摻用貴重金屬，這樣就增加了光催化材料的成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對目前光催化空氣凈化處理器，使用的材料吸附性能不強(qiáng)，導(dǎo)致效率低下的狀況及光催化劑制備成本較高的問題，提供一種具有對有機(jī)污染物、細(xì)菌、微生物、臭氣有較好吸附能力，并能較好光催化，成本較低的高吸附性光催化空氣處理器。
達(dá)到本發(fā)明目的的高吸附性光催化空氣處理器，包括外殼和裝于外殼內(nèi)的蛇形普通紫外管燈、玻璃纖維擋光層、金屬篩板、顆粒吸附材料、負(fù)載有高吸附性光催化劑的纖維狀堆積體和表面上燒結(jié)有高吸附性光催化劑的中間玻璃隔板，裝在殼體上的氣體進(jìn)口，氣體出口，進(jìn)氣扇，在氣體進(jìn)出口處向殼內(nèi)中間方向依次裝置玻璃纖維擋光層、金屬篩板、顆粒吸附材料、蛇形紫外管燈。二個金屬篩板中間裝填顆粒吸附材料，蛇形紫外管燈的每個折彎間有中間玻璃隔板，金屬篩板與蛇形紫外管燈之間的空隙填負(fù)載有高吸附性光催化的纖維狀堆積體。
所述的表面上燒結(jié)有高吸附性光催化劑的中間玻璃隔板，由復(fù)合TiO2體積含量＜50％的活性炭層A，復(fù)合TiO2體積含量＞50％的活性炭層B，納米厚度的TiO2金紅石過渡層C和載體本體依次疊加構(gòu)成。
所述的負(fù)載有高吸附光催化劑層的纖維狀堆積體的纖維材料，是由復(fù)合TiO2體積含量＜50％的活性炭層A，復(fù)合TiO2體積含量＞50％的活性炭層B，納米厚度的TiO2金紅石過渡層C和載體本體依次疊加構(gòu)成的纖維材料。
本發(fā)明的空氣處理器，采用的光催化材料復(fù)合TiO2，是選用Fe、Sn、Cu中任一種金屬元素的氧化物與TiO2復(fù)合的復(fù)合TiO2。用普通廉價的金屬Fe、Sn、Cu的氧化物制備復(fù)合TiO2，同樣可以增加TiO2光催化能力，而它卻比目前用貴重金屬Pt或Pd制備的復(fù)合TiO2成本低許多。由于在光催化材料復(fù)合TiO2中摻加了活性炭微粒，因而增加了催化劑的吸附能力。光催化材料附在玻璃片和纖維上的方法是將復(fù)合TiO2和活性炭微粒用聚乙二醇調(diào)配成光催化材料溶膠液，浸漬在載體玻璃片或纖維上，經(jīng)烘干和加熱到450～550℃處理，使聚乙二醇揮發(fā)分解，活性炭粒與復(fù)合TiO2以網(wǎng)絡(luò)扎釘分布結(jié)構(gòu)薄膜負(fù)載載體上。催化劑薄膜與載體間加TiO2金紅石晶型過渡層，這樣負(fù)載有本光催化劑的玻璃片和纖維用于本空氣處理器中具有高吸附能力和高光催化轉(zhuǎn)化除污效率。


圖1是本高吸附性光催化空氣處理器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是高吸附性光催化劑與載體結(jié)合結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中標(biāo)號含義1為蛇形紫外管燈，2進(jìn)氣口，3進(jìn)氣扇，4外殼，5玻璃纖維擋光層，6金屬篩板，7活性炭吸附層，8附載吸附性光催化劑玻璃纖維，表面附有復(fù)合TiO2薄膜的中間玻璃隔板，10出氣孔。
圖2中A為復(fù)合TiO2體積含量＜50％的活性炭層，B為復(fù)合TiO2體積含量＞50％的活性炭層，C納米厚度的TiO2金紅石過渡層，D載體(如纖維狀、塊狀、片狀玻璃、麥飯石、蛭石、沸石、炭纖維)。
具體實施例方式
本發(fā)明的高吸附性光催化空氣處理器的實施例如圖1所示，本空氣處理器由外殼4和裝于外殼內(nèi)的蛇形普通紫外管燈1，玻璃纖維擋光層5，金屬篩板6，顆粒活性炭吸附材料7，負(fù)載有高吸附性光催化劑的玻璃纖維8，表面上制有復(fù)合TiO2薄膜的中間玻璃隔板9，裝于外殼4上的進(jìn)氣口2、進(jìn)氣扇3和出氣孔10組成。在氣體進(jìn)口2與氣體出口10處向殼內(nèi)中間方向依次裝置玻璃纖維光層5，金屬篩板6，顆粒活性炭吸附材料7，蛇形紫外管燈1。顆?；钚蕴课讲牧?裝填在二個金屬篩板6中間，蛇形普通紫外管燈1的每個折彎間有擋板玻璃片9，金屬篩板6與蛇形紫外管燈1之間的空隙裝填負(fù)載有高吸附性光催化劑的玻璃纖維8。擋板玻璃片9和玻璃纖維8附著的光催化材料層由表面到載體本體有復(fù)合TiO2體積含量30％的活性炭層，復(fù)合TiO2體積含量70％的活性炭層及納米厚度的TiO2金紅石過渡層。
權(quán)利要求
1.一種高吸附性光催化空氣處理器，其特征在于該處理器包括外殼(4)和裝于外殼內(nèi)的蛇形普通紫外管燈(1)、玻璃纖維擋光層(5)、金屬篩板(6)、顆粒吸附材料(7)、負(fù)載有高吸附性光催化劑的纖維狀堆積體(8)和表面上燒結(jié)有高吸附性光催化劑的中間玻璃隔板(9)，裝在殼體上的氣體進(jìn)口(2)、氣體出口(10)，進(jìn)氣扇(4)，在氣體進(jìn)出口處向殼內(nèi)中間方向依次裝置玻璃纖維擋光層(5)、金屬篩板(6)、顆粒吸附材料(7)、蛇形紫外管燈(1)，二個金屬篩板(6)中間裝填顆粒吸附材料(7)，蛇形紫外管燈(1)的每個折彎間有中間玻璃隔板(9)，金屬篩板(6)與蛇形紫外管燈(1)之間的空隙填負(fù)載有高吸附性光催化劑的纖維狀堆積體(8)。
2.如權(quán)利要求1所述的空氣處理器，其特征在于所述的表面上燒結(jié)有高吸附性光催化劑的中間玻璃隔板(9)，由復(fù)合TiO2體積含量＜50％的活性炭層A，復(fù)合TiO2體積含量＞50％的活性炭層B，納米厚度的TiO2金紅石過渡層C和載體本體依次疊加構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求1所述的空氣處理器，其特征在于所述的負(fù)載有高吸附性光催化劑層的纖維狀堆積體(8)的纖維材料，是由復(fù)合TiO2體積含量＜50％的活性炭層A，復(fù)合TiO2體積含量＞50％的活性炭層B，納米厚度的TiO2金紅石過渡層C和載體本體依次疊加構(gòu)成的纖維材料。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種高吸附性光催化空氣處理器。該處理器由外殼4和裝于外殼內(nèi)的蛇形普通紫外管燈11、玻璃纖維擋光層5、金屬篩板6、顆粒吸附材料7、負(fù)載有高吸附性光催化劑的纖維狀堆積體8和表面上燒結(jié)有高吸附性光催化劑的中間玻璃隔板9，裝在殼體上的進(jìn)氣口2，出氣口10，進(jìn)氣扇4組成，特點是本空氣處理器采用的有高吸附性光催化劑的纖維和中間玻璃隔板的結(jié)構(gòu)，由表面到載體為復(fù)合TiO
文檔編號A61K9/20GK1410151SQ02139299
公開日2003年4月16日 申請日期2002年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月18日
發(fā)明者董學(xué)斌, 萬章國, 劉衛(wèi)東 申請人:武漢理工大學(xué)