專利名稱：一種具有光催化組件的室內(nèi)空氣凈化器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種高效光催化組件與高效光催化空氣凈化裝置，特別是一種采用光催化與多相催化耦合的空氣凈化裝置。
人類至少一半以上的時(shí)間是在室內(nèi)度過(guò)的。室內(nèi)空氣污染已成為最普遍的、引起廣泛關(guān)注的環(huán)境問(wèn)題。室內(nèi)有害氣體主要是裝飾材料等放出的甲醛等揮發(fā)性有機(jī)物、磁磚放出的氡等放射性物質(zhì)以及生活環(huán)境產(chǎn)生的揮發(fā)性有機(jī)物(如甲硫醇等)、揮發(fā)性無(wú)機(jī)物(如硫化氫、氨氣等)、生物污染物(如細(xì)菌、霉菌和病菌等)，這些氣體在百萬(wàn)分之幾時(shí)即能使人產(chǎn)生明顯不快。一般地，室內(nèi)空氣中有害物質(zhì)含量遠(yuǎn)高于室外，對(duì)人體造成潛在的、持續(xù)性的危害。就目前的工業(yè)生產(chǎn)水平與生態(tài)環(huán)境狀況而言，無(wú)法避免這些有機(jī)物與氣體污染物的排放。
目前，市場(chǎng)上出現(xiàn)了種類繁多的空氣凈化器、空氣清新機(jī)等。主要采用活性炭吸附技術(shù)與等離子發(fā)生器產(chǎn)生的負(fù)離子空氣清新技術(shù)的耦合，并已成為市場(chǎng)的主流。活性炭過(guò)濾膜具有吸附作用，無(wú)法分解污染物，只是將污染物轉(zhuǎn)移至過(guò)濾膜上。這種膜不具有再生功能，使用幾個(gè)月就必須更換，使用成本很高。使用過(guò)的活性炭過(guò)濾膜成為廢棄物，又造成二次污染?？照{(diào)機(jī)上使用的“日光再生”型光觸媒除臭膜必須經(jīng)常在陽(yáng)光下暴曬，使用也不方便。然而，光催化法凈化室內(nèi)空氣是近年來(lái)室內(nèi)空氣污染治理的新技術(shù)。在適宜的條件下，光催化能無(wú)選擇性地將汽-固界面中的有機(jī)物徹底礦化，且無(wú)二次污染，也可以氧化無(wú)機(jī)污染物、殺滅有害菌，在室內(nèi)空氣污染治理中已顯示其良好的應(yīng)用前景。
我國(guó)在光催化空氣凈化方面申報(bào)的發(fā)明專利與實(shí)用新型專利已有多項(xiàng)。美國(guó)宇宙航空技術(shù)股份有限公司申請(qǐng)的中國(guó)發(fā)明專利(96197457.5)光催化空氣消毒提供了一個(gè)整幢大樓的空氣凈化方案，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以在小空間應(yīng)用。中國(guó)專利98216682.2提供了一種臭氧光催化空氣凈化器的設(shè)計(jì)方法，臭氧起強(qiáng)化光催化氧化的作用，但是臭氧也是一種空氣污染物，當(dāng)空氣中臭氧濃度超過(guò)一定限度時(shí)，對(duì)人體產(chǎn)生強(qiáng)烈刺激，產(chǎn)生二次污染。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種高效的光催化空氣凈化器，它融光催化、多相催化、負(fù)離子、靜電除塵技術(shù)于一體，能高效快速地分解空氣中的有機(jī)污染物、無(wú)機(jī)氣體污染物，去除煙塵、殺滅微生物污染物與臭味物質(zhì)。
本實(shí)用新型由粗過(guò)濾層、靜電除塵裝置、高效光催化組件、(多相)冷催化反應(yīng)膜、負(fù)離子發(fā)生器、抽風(fēng)機(jī)及其相應(yīng)的控制電路與外殼組成。其特征在于機(jī)體的前端固定有進(jìn)風(fēng)板與控制面板，進(jìn)風(fēng)板后面依次是粗過(guò)濾層、靜電除塵裝置、光催化反應(yīng)裝置、冷催化膜、負(fù)離子發(fā)生器與抽風(fēng)機(jī)，抽風(fēng)機(jī)后端是機(jī)體的后蓋板，后蓋板上方開設(shè)有出氣口，控制電路設(shè)置在機(jī)體的上部，與空氣凈化部分分開。
本實(shí)用新型的高效光催化組件由若干個(gè)光催化反應(yīng)器單元組件組成，每個(gè)光催化反應(yīng)單元由紫外燈、光催化劑及其載體組成。其特征在于采用活性炭纖維為載體，負(fù)載光催化劑如TiO2、改性TiO2、ZnO、WO3、SnO2等中的一種或多種；紫外燈采用特征波長(zhǎng)為253.7納米的普通殺菌燈，廉價(jià)易得，也可以采用其它發(fā)射紫外線的燈，如黑光燈；紫外燈與活性炭纖維之間的空間組合特征是紫外燈在光催化組件的中心，活性炭纖維包裹在紫外燈的外圍，形成一個(gè)光催化反應(yīng)單元；光催化反應(yīng)器組件可由一個(gè)或多個(gè)這樣的光催化反應(yīng)單元組件組成。光催化組件的上端與下端設(shè)置密封板，保證進(jìn)入機(jī)體的空氣全部從光催化反應(yīng)器組件中通過(guò)，提高傳質(zhì)效率。
本實(shí)用新型的冷催化反應(yīng)膜是以活性炭纖維為載體，負(fù)載Al2O3等金屬氧化物、MnO2、MoO3等過(guò)渡金屬氧化物、CeO2稀土金屬氧化物、Pt等金屬、Pt-CeO2等復(fù)合氧化物多相催化劑。其作用在于強(qiáng)化空氣凈化功能，其反應(yīng)也可以在常溫常壓下進(jìn)行，可以發(fā)生氧化還原反應(yīng)，如將空氣中的氨與NOx反應(yīng)生成N2，也可以將其它污染物分解。
本實(shí)用新型的高效光催化組件可以作為一個(gè)獨(dú)立的裝置附加于空調(diào)機(jī)、冰箱等其它家電產(chǎn)品中，也可以用耐腐蝕材料制成各種尺寸大小的空氣凈化器在化工車間或需要凈化空氣的場(chǎng)所使用。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是(1)光催化所產(chǎn)生的活性自由基可以將空氣中的有機(jī)或無(wú)機(jī)污染物徹底氧化分解，去除煙塵、殺滅微生物污染物與臭味物質(zhì)。負(fù)離子發(fā)生器可以產(chǎn)生負(fù)氧離子，具有空氣清新的作用。(2)光催化組件中的紫外燈與光催化載體之間的空間組合通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以達(dá)到高效的目的。(3)光催化膜無(wú)需更換，無(wú)二次污染?？梢酝ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)抽風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)速率來(lái)控制光催化空氣凈化器的處理負(fù)荷，在低進(jìn)風(fēng)速率時(shí)進(jìn)行光催化載體的再生。(4)冷催化膜具有空氣凈化的強(qiáng)化功能，并可以進(jìn)行還原反應(yīng)，使污染物分解更加徹底。(5)本實(shí)用新型提供的光催化空氣凈化器的設(shè)計(jì)方案可廣泛應(yīng)用于家庭、辦公室、醫(yī)院消毒、生產(chǎn)車間、汽車內(nèi)等不同尺度的空間?？梢愿鶕?jù)處理空間的容積來(lái)確定紫外燈的功率與光催化組件中光催化反應(yīng)器的個(gè)數(shù)。
本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)由以下實(shí)施例及附圖加以詳細(xì)說(shuō)明


圖1 具有光催化組件的室內(nèi)空氣凈化器結(jié)構(gòu)圖；圖2 光催化反應(yīng)器組件示意圖；圖3 光催化反應(yīng)器單元組件示意圖；1-進(jìn)風(fēng)板2-控制面板 3-凈化器外殼 4-風(fēng)機(jī)(附負(fù)離子發(fā)生器)5-出風(fēng)板6-右側(cè)擋板 7-冷催化層8-催化反應(yīng)組件9-靜電除塵 10-過(guò)濾層 11-紫外燈 12-光催化膜13-密封板 14-光催化反應(yīng)器單元組件 15-催化膜小孔本實(shí)驗(yàn)新型所提供的具有光催化組件的室內(nèi)空氣凈化器(
圖1所示)的前部為進(jìn)風(fēng)板(1)和控制面板(2)，進(jìn)風(fēng)板(1)的后面依次安裝有過(guò)濾層(10)、靜電除塵(9)、光催化反應(yīng)器組件(8)、冷催化層(7)、風(fēng)機(jī)(4)、出風(fēng)板(5)，風(fēng)機(jī)(4)內(nèi)裝有負(fù)離子發(fā)生器，空氣凈化器由凈化器外殼(3)固定，右側(cè)擋板(6)可以隨意卸下，便于維護(hù)。圖2所示的光催化反應(yīng)器組件(8)由單個(gè)、兩個(gè)或兩個(gè)以上的縱向排列與橫向排列的光催化反應(yīng)器單元組件(14)組成，反應(yīng)器組件(8)設(shè)置有密封板(13)保證進(jìn)入機(jī)體的空氣全部從光催化反應(yīng)器組件中通過(guò)，提高傳質(zhì)效率。每個(gè)光催化反應(yīng)器單元組件(14)(圖3所示)由紫外燈(11)與光催化膜(12)組成，光催化膜(12)上有若干均勻分布的小孔(15)，以便減少風(fēng)的阻力，可以根據(jù)處理凈化空間的容積來(lái)確定凈化器的尺寸或確定光催化反應(yīng)器單元組件(14)中紫外燈(11)的功率和光催化組件(8)中單元組件(14)的個(gè)數(shù)。光催化反應(yīng)器單元組件(14)中的光催化膜(12)由活性炭纖維載體和光催化劑組成。
權(quán)利要求1.一種具有光催化組件的室內(nèi)空氣凈化器，包括由光催化反應(yīng)器單元組件(14)組成的光催化反應(yīng)器組件(8)，其特征在于該凈化器的前部為進(jìn)風(fēng)板(1)和控制面板(2)、進(jìn)風(fēng)板(1)的后面依次安裝有過(guò)濾層(10)、靜電除塵(9)和光催化反應(yīng)器組件(8)、冷催化層(7)和風(fēng)機(jī)(4)、出風(fēng)板(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的凈化器，其特征在于凈化器由凈化器外殼(3)固定，并有可拆卸的檔板(6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或3中所述的凈化器，其特征在于所述的光催化反應(yīng)器組件(8)由單個(gè)、兩個(gè)或兩個(gè)以上縱向與橫向排列的光催化反應(yīng)器單元組件(14)組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的凈化器，其特征在于每個(gè)光催化反應(yīng)器單元組件(14)由紫外燈(11)與光催化膜(12)組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4中所述的凈化器，其特征在于光催化反應(yīng)器單元組件(14)的光催化膜(12)有均勻分布的小孔(15)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的凈化器，其特征在于所述的光催化反應(yīng)器組件(8)裝有密封板(13)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的凈化器，其特征在于所述的光催化反應(yīng)器組件的個(gè)數(shù)，單元組件中紫外燈(11)的功率和所述凈化器尺寸，均由所處理的凈化空間的容積來(lái)確定。
專利摘要本實(shí)用新型設(shè)計(jì)高效光催化組件與高效光催化空氣凈化裝置,特別是采用光催化與多相催化耦合的空氣凈化裝置。室內(nèi)空氣污染已成為最普遍的、引起廣泛關(guān)注的環(huán)境問(wèn)題。目前的空氣凈化裝置有的是結(jié)構(gòu)復(fù)雜,有的是會(huì)產(chǎn)生二次污染,本實(shí)驗(yàn)新型提供一種具有光催化組件的室內(nèi)空氣凈化器,由光催化反應(yīng)組件構(gòu)成,無(wú)二次污染。冷催化膜具有凈化空氣的強(qiáng)化功能,適合各種尺寸,在不同空間及作為其它家用電器的附加件使用。
文檔編號(hào)F24F3/16GK2515579SQ0125870
公開日2002年10月9日 申請(qǐng)日期2001年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月18日
發(fā)明者李芳柏, 侯梅芳 申請(qǐng)人:廣東省生態(tài)環(huán)境與土壤研究所