一種空調(diào)器專用納米晶光催化空氣凈化器機(jī)芯的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種空調(diào)器專用納米晶光催化空氣凈化器機(jī)芯，其相對(duì)的兩面可通風(fēng)的殼體內(nèi)布置有一根或多根紫外燈管，紫外燈管外部為玻璃套管，多孔石英玻璃負(fù)載光催化劑固定相均勻填充在玻璃套管周圍以及填充滿整個(gè)殼體內(nèi)。本實(shí)用新型可單個(gè)或多個(gè)連體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)緊湊，大大壓縮了空氣凈化器的整體體積，提高了單位體積的空間處理能力。
【專利說(shuō)明】一種空調(diào)器專用納米晶光催化空氣凈化器機(jī)芯

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種光催化空氣凈化器機(jī)芯，特別涉及空調(diào)器內(nèi)置專用納米晶光催化空氣凈化器機(jī)芯，屬于光催化空氣凈化【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，隨著室內(nèi)建筑裝飾材料、家用化學(xué)物質(zhì)的過(guò)度使用，導(dǎo)致大量的揮發(fā)性有機(jī)化合物，如甲醛、苯系物、酮類、烴類等均不同程度地危害人體健康。在今天人們高度關(guān)注環(huán)境和健康之際，迫切要求改善環(huán)境質(zhì)量。
[0003]光催化反應(yīng)器是通過(guò)光催化反應(yīng)并最終降解除去有害物的裝置，其設(shè)計(jì)要求高效利用光源能量的同時(shí)還要使反應(yīng)物與催化劑大面積接觸，而且要方便使用。在流動(dòng)相光催化反應(yīng)器中，按照催化劑的存在方式，大致可以分為旋漿體反應(yīng)器、流化床反應(yīng)器和固定床反應(yīng)器三類，其中固定床反應(yīng)器種類較多，主要是催化劑載體材質(zhì)和構(gòu)造不同:如材質(zhì)上使用透光性較差的有金屬絲網(wǎng)類、不同形狀的陶瓷類等；使用透光性較好材質(zhì)的有光纖(中國(guó)專利ZL01113708.8)、玻璃板、玻璃毛細(xì)管(中國(guó)專利ZL 200610029643.4)、玻璃絲、石英砂(中國(guó)專利ZL200410068952.3)、高分子材料等；又如載體構(gòu)造不同的有傳統(tǒng)的板框狀(中國(guó)專利ZL 02144673.3)、顆粒狀、蜂窩狀、平板狀、管狀(中國(guó)專利ZL 01265866.9)和多孔狀(中國(guó)專利ZL200710018322.9)等結(jié)構(gòu)。以上所提到的各種光反應(yīng)器均具有各自的特點(diǎn)和設(shè)計(jì)目的，但均存在著單位體積的空間處理能力差、對(duì)光源能量利用率不高、催化劑與反應(yīng)物接觸面積小等缺點(diǎn)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種空間處理能力強(qiáng)、大通量適宜各種空調(diào)器內(nèi)置專用的納米晶光催化空氣凈化器機(jī)芯，以克服現(xiàn)有技術(shù)的主要不足。
[0005]本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下:
[0006]一種空調(diào)器專用納米晶光催化空氣凈化器機(jī)芯，其相對(duì)的兩面可通風(fēng)的殼體(4)內(nèi)布置有一根或多根紫外燈管(2)，紫外燈管(2)外部為玻璃套管(3)，多孔石英玻璃負(fù)載光催化劑固定相(I)均勻填充在玻璃套管(3)周圍以及填充滿整個(gè)殼體(4)內(nèi)；所述的殼體
(4)為長(zhǎng)方體型或圓柱型；所述的玻璃套管(3)為石英玻璃套管；殼體(4)通風(fēng)的兩側(cè)設(shè)置有不銹鋼絲網(wǎng)避免多孔石英玻璃負(fù)載光催化劑固定相(I)外漏。
[0007]所述多孔石英玻璃負(fù)載光催化劑固定相(I)為多孔石英玻璃負(fù)載的納米T12光催化劑，多孔石英玻璃在200?800nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)的透光率大于90%，密度為0.5?0.9 g/cm3，空隙率為65?75%。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下突出優(yōu)點(diǎn):
[0009]1、本實(shí)用新型可單個(gè)或多個(gè)連體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，空氣采取順直通、垂直通和側(cè)通等方式可內(nèi)置于各種空調(diào)器，有利于達(dá)到大通量傳遞流動(dòng)；
[0010]2、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)緊湊，大大壓縮了空氣凈化器的整體體積，提高了單位體積的空間處理能力；
[0011]3、本實(shí)用新型以負(fù)載納米T12摻雜體的多孔石英玻璃作為光反應(yīng)場(chǎng)所，其具有高透光(200?800nm波長(zhǎng))率、大接觸面積(密度為0.5?0.9g/cm3,空隙率為65?75%，催化劑納米T12比表面積108m2/g);與傳統(tǒng)的空氣凈化器相比，提供了更大的光照面積和反應(yīng)面積，獲得了更高的光催化效率，光催化劑負(fù)載牢固、長(zhǎng)效、不粉化、不流失；
[0012]4、本實(shí)用新型可將空氣中各種病菌光催化氧化殺滅；對(duì)空氣中的有機(jī)揮發(fā)物(特別是甲醛)降解能力強(qiáng)、速度快，并能夠同時(shí)降解凈化其它有機(jī)物；對(duì)有機(jī)揮發(fā)物幾乎無(wú)選擇性，能將有機(jī)物氧化、分解，最終降解為CO2和H2O ；
[0013]5、本實(shí)用新型不會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染，可拆洗可更換。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為家用壁掛空調(diào)器內(nèi)置用光催化空氣凈化器機(jī)芯結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為家用柜式空調(diào)器內(nèi)置用光催化空氣凈化器機(jī)芯結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖3為公共大巴汽車用光催化空氣凈化器機(jī)芯結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖4為高鐵列車用光催化空氣凈化器機(jī)芯結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖5為小轎車用光催化空氣凈化器機(jī)芯結(jié)構(gòu)不意圖；
[0019]圖6為納米微晶膜的AFM圖；
[0020]圖7為家用柜式空調(diào)器內(nèi)置用光催化空氣凈化器機(jī)芯實(shí)物發(fā)光催化圖；
[0021]附圖標(biāo)記說(shuō)明:
[0022]I 一多孔石英玻璃負(fù)載光催化劑固定相 2—紫外燈管
[0023]3—玻璃套管 4 一殼體。

【具體實(shí)施方式】
[0024]實(shí)施例1:光催化空氣凈化器機(jī)芯的組裝制造
[0025]1、多孔石英玻璃載體的加工
[0026]石英玻璃經(jīng)高溫下拉薄、彎曲、捏合等吹制工藝方法，加工成適當(dāng)尺寸的內(nèi)半圓環(huán)柱體狀多孔石英玻璃；待其冷卻后用3?5%的氫氟酸溶液處理5分鐘，再用去離子水或蒸餾水洗滌至pH = 7，最后用無(wú)水乙醇洗滌、脫水、干燥后備用；
[0027]2、載體負(fù)載光催化劑
[0028]配制濃度為20%的鈦酸丁酯乙醇溶液，加入一定量金屬鹽(Cu(Ac)2、AgN03、FeCl3、CoCl2' Ni (NO3) 2> Tb (NO3) 3、Eu (NO3) 3)，金屬離子摻雜重量比為T12量的I?2%，攪拌2h得到穩(wěn)定、均勻的透明液體；然后將載體在常溫條件下浸潰涂敷10分鐘，取出后在空氣中自然干燥，再于500°C下煅燒10分鐘并在爐內(nèi)自然冷卻至室溫，即可得到載體內(nèi)表面附著有納米T12摻雜體薄膜的光催化劑，納米T12粒徑大小為20 - 30nm (見附圖6)，T12比表面積為108m2/g，以備裝配空氣凈化器用；
[0029]3、安裝空氣凈化器機(jī)芯
[0030]按附圖1?5設(shè)計(jì)所示進(jìn)行各部件裝配制作，在組裝石英玻璃套管3的同時(shí)裝填多孔石英玻璃負(fù)載光催化劑固定相(I )，再安裝活體封蓋并用柔韌性玻璃膠密封與光催化凈化器機(jī)芯殼體(4)之間的縫隙，至此空氣凈化器機(jī)芯制造組裝完成。紫外燈管(2)在空氣凈化器機(jī)芯使用時(shí)可隨時(shí)放入或更換，方便靈活。
[0031]實(shí)施例2:壁掛空調(diào)器內(nèi)置用光催化空氣凈化器機(jī)芯及其制造
[0032]如圖1所示，為單組(單光源設(shè)計(jì))空氣凈化器的機(jī)芯，組裝制造和實(shí)施例1相同。其整體為薄型(扁平)長(zhǎng)方體，其大小做成和現(xiàn)有壁掛空調(diào)器進(jìn)風(fēng)口的過(guò)濾網(wǎng)大小相當(dāng)即可。尺寸范圍為:長(zhǎng)720?810_、寬80?180、厚度60?100_，紫外燈管一只，功率為20?39W和發(fā)光光譜的中心波長(zhǎng)為258.7nm。
[0033]納米T12光催化劑中的金屬離子摻雜量為T12總量的1.2% (重量比)，其中Ag+(其鹽選自AgNO3)為0.8%，Cu2+ (其鹽選自Cu(Ac)2)為0.4%。煅燒溫度及時(shí)間為500°C下10分鐘。
[0034]該空氣凈化器機(jī)芯體型薄，因此它可內(nèi)置專用壁掛空調(diào)器，只是要對(duì)現(xiàn)有壁掛機(jī)塑料外殼大小做一些改進(jìn)，留有能安裝凈化器機(jī)芯的空間即可，它和原來(lái)的過(guò)濾網(wǎng)一樣可拆洗。
[0035]實(shí)施例3:柜式空調(diào)器內(nèi)置用光催化空氣凈化器機(jī)芯及其制造
[0036]如圖2所示，為雙組、三組或多組(光源設(shè)計(jì))空氣凈化器機(jī)芯，組裝制造和實(shí)施例1相同。其整體為薄型(扁平)長(zhǎng)方體，其大小做成和現(xiàn)有柜式空調(diào)器進(jìn)風(fēng)口的格柵(或過(guò)濾網(wǎng))大小相當(dāng)即可。尺寸范圍為:長(zhǎng)500?700mm、寬430?1000、厚度60?100_，紫外燈管兩只、三只或多只，每只功率約為9?20W和發(fā)光光譜的中心波長(zhǎng)為258.7nm。
[0037]納米T12光催化劑中的金屬離子摻雜品種、數(shù)量及方法與實(shí)施例2相同。
[0038]該柜式空調(diào)器內(nèi)置用空氣凈化器機(jī)芯體型薄，只是要對(duì)現(xiàn)有柜式機(jī)下部塑料殼體做一些調(diào)整改進(jìn)，留有能安裝凈化器機(jī)芯的空間即可，它和原來(lái)的進(jìn)風(fēng)格柵(過(guò)濾網(wǎng))一樣可拆洗(實(shí)物發(fā)光催化見圖7)。
[0039]實(shí)施例4:各種車載空調(diào)器內(nèi)置用光催化空氣凈化器機(jī)芯及其制造
[0040]如圖3?5所示，可為單組、雙組和多組(光源設(shè)計(jì))空氣凈化器的機(jī)芯，組裝制造和實(shí)施例1相同。由于各種車載空氣凈化器機(jī)芯使用時(shí)并不外露，也不受象壁掛和柜式空調(diào)器那樣的嚴(yán)格限制，所以其整體可根據(jù)需要制作成薄型(扁平)長(zhǎng)方體或圓柱體；進(jìn)風(fēng)風(fēng)向可為順直通型、垂直通型或測(cè)通型；尺寸范圍更可放寬限制，可根據(jù)具體情況確定尺寸大小。
[0041]納米T12光催化劑中的金屬離子摻雜品種、數(shù)量及方法與實(shí)施例2相同。每只紫外燈管功率可在9?40W之間和發(fā)光光譜的中心波長(zhǎng)為258.7nm。
[0042]該光催化空氣凈化器機(jī)芯在各種車載空調(diào)器中的應(yīng)用，極大地提高了人員密集區(qū)的空間環(huán)境，減少疾病的相互傳播，使人們未來(lái)的生活環(huán)境更加科學(xué)、潔凈、健康。
【權(quán)利要求】
1.一種空調(diào)器專用納米晶光催化空氣凈化器機(jī)芯，其特征在于:相對(duì)的兩面可通風(fēng)的殼體(4)內(nèi)布置有一根或多根紫外燈管(2)，紫外燈管(2)外部為玻璃套管(3)，多孔石英玻璃負(fù)載光催化劑固定相(I)均勻填充在玻璃套管(3)周圍以及填充滿整個(gè)殼體(4)內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空調(diào)器專用納米晶光催化空氣凈化器機(jī)芯，其特征在于:所述的殼體(4)為長(zhǎng)方體型或圓柱型。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空調(diào)器專用納米晶光催化空氣凈化器機(jī)芯，其特征在于:所述的玻璃套管(3)為石英玻璃套管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空調(diào)器專用納米晶光催化空氣凈化器機(jī)芯，其特征在于:所述多孔石英玻璃負(fù)載光催化劑固定相(I)為多孔石英玻璃負(fù)載的納米T12光催化劑，多孔石英玻璃在200?800nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)的透光率大于90%，密度為0.5?0.9 g/cm3,空隙率為65?75%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空調(diào)器專用納米晶光催化空氣凈化器機(jī)芯，其特征在于:殼體(4)通風(fēng)的兩側(cè)設(shè)置有不銹鋼絲網(wǎng)避免多孔石英玻璃負(fù)載光催化劑固定相(I)外漏。
【文檔編號(hào)】A61L9/20GK204084616SQ201320622929
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2013年10月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月10日
【發(fā)明者】雷閆盈 申請(qǐng)人:西北大學(xué)