復(fù)合多功能室內(nèi)空氣污染治理的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明一種復(fù)合多功能室內(nèi)空氣污染治理機(jī)，為解決現(xiàn)有技術(shù)治理效果差問題，其機(jī)體內(nèi)有聯(lián)通風(fēng)機(jī)和機(jī)體進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口的風(fēng)道，在所述風(fēng)道上由上游至下游依次配置有前置過濾凈化模塊、光觸媒凈化模塊和向空氣中釋放有益成份的后置凈化模塊。前置過濾凈化模塊包括自風(fēng)道上游至下游依次配置的粗濾層、復(fù)合活性炭過濾層、HEPA過濾層或者粗濾層、復(fù)合活性炭過濾層。后置凈化模塊包含負(fù)離子發(fā)生器、加濕器、香薰器或香源存儲(chǔ)釋放器中的一種或者任意多種。光觸媒凈化模塊中的光觸媒采用TiO2、ZnO、CdS等多元半導(dǎo)體光催化劑復(fù)合技術(shù)，將多種不同性質(zhì)的光催化劑復(fù)合在一起，使它們互相補(bǔ)充，互相促進(jìn)，提高催化活性。具有能濾除空氣中顆粒物，分解轉(zhuǎn)化空氣中有害氣體，向空氣中增加有益成份，使得產(chǎn)生的凈化空氣更加綠色健康、舒適宜人，治理效果優(yōu)異的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】復(fù)合多功能室內(nèi)空氣污染治理機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種室內(nèi)空氣污染治理設(shè)備，特別是涉及一種復(fù)合多功能室內(nèi)空氣污染治理機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]人的一生中，至少有80%以上的時(shí)間是在室內(nèi)環(huán)境中度過，生活在城市中的老人、嬰兒和行動(dòng)不方便的人則可能有高達(dá)95%的時(shí)間是在室內(nèi)生活。室內(nèi)環(huán)境是人們生活、工作和社交的主要場(chǎng)所，因此室內(nèi)空氣質(zhì)量的優(yōu)劣與每一個(gè)人的健康息息相關(guān)。
[0003]人類的生存離不開空氣。一個(gè)人可以7天不進(jìn)食，5天不飲水，但5分鐘不呼吸空氣就可能死亡。我們可以選擇無污染的水和食物，卻難以選擇所呼吸的空氣。呼吸是我們接觸空氣污染物的主要途徑，所以說室內(nèi)空氣質(zhì)量對(duì)人是非常重要的，但又往往容易被人們忽視。
[0004]隨著國家實(shí)力的增強(qiáng)，人們物質(zhì)生活水平逐年提高，居住環(huán)境迅速向高檔化進(jìn)展，尤其是新、舊房屋入住前的裝修，隨之而來的是新型裝飾材料特別是人造板材的使用、家具的添置與更新、書籍、紡織物、飾物、吸煙、烹調(diào)等造成的空氣污染，使室內(nèi)空氣中的甲醛、苯、二甲苯、氨、1^0(:有機(jī)揮發(fā)物等有害氣體大量超標(biāo)，嚴(yán)重影響著人們的身體健康。有關(guān)部門作過室內(nèi)空氣污染的調(diào)查，甲醛在裝修材料中的潛伏期可長達(dá)十幾年，如不治理其危害性是相當(dāng)嚴(yán)重的。
[0005]目前，國內(nèi)外空氣凈化器產(chǎn)品普遍采用的凈化技術(shù)主要有:紫外線凈化、等離子體凈化、過濾凈化(冊(cè)…)、靜電集塵、吸附凈化、臭氧凈化、分子絡(luò)合等方法。
[0006]八.紫外線凈化技術(shù):紫外線殺菌作用原理與其核酸、蛋白質(zhì)及酶的作用有關(guān)，通過紫外線對(duì)微生物的照射，以改變及破壞微生物的組織結(jié)構(gòu)(0嫩-核酸)，破壞細(xì)胞或病毒的核酸結(jié)構(gòu)和功能。導(dǎo)致核酸結(jié)構(gòu)突變，生物體喪失復(fù)制、繁殖能力，功能遭受破壞，從而達(dá)到消毒、殺菌的目的。紫外線凈化殺菌在許多空氣凈化器中都普遍使用，同時(shí)還被用來做實(shí)驗(yàn)室和手術(shù)室的殺囷。
[0007]優(yōu)點(diǎn):殺菌效果顯著。缺點(diǎn):除塵和去化學(xué)污染能力差，幾乎沒有；紫外光對(duì)人體有一定的福射傷害。
[0008]8.等離子體凈化技術(shù):等離子體是包含足夠多的正負(fù)電荷、數(shù)目近于相等的帶電粒子的非凝聚系統(tǒng)。其基本原理是利用極不均勻電場(chǎng)，形成電暈放電，產(chǎn)生等離子體，其中包含大量電子和正負(fù)離子以及具有強(qiáng)氧化性的自由基，它們與空氣中的污染物發(fā)生非彈性碰撞，附著在上面，并且打開有害物質(zhì)的化學(xué)鍵，使其分解成單質(zhì)原子或無害分子，從而凈化空氣。
[0009]優(yōu)點(diǎn):凈化能力強(qiáng)。缺點(diǎn):等離子體發(fā)生器的電壓問題；產(chǎn)生臭氧，對(duì)人體有二次污染。
[0010]0.冊(cè)?八技術(shù):冊(cè)?八過濾材料的組成是由非常小的玻璃纖維交織而成的類似濾紙的空氣過濾材料，通常有多層皺折，以擴(kuò)大其表面積和增加對(duì)空氣中顆粒物的捕捉效率。冊(cè)?八過濾材料可有效清除0.3微米以上顆粒物，其捕捉人體可吸入浮游污染物的效率最高可達(dá)99.97%，是世界上公認(rèn)的較好的空氣凈化過濾材料。
[0011]優(yōu)點(diǎn):純粹的物理過濾技術(shù)，除塵效果好，對(duì)人體傷害小。缺點(diǎn):需要定期清理；不能去除化學(xué)污染和微生物污染。
[0012]0.靜電集塵技術(shù):靜電集塵是利用高壓靜電吸附的原理去除空氣中的微粒污染物，如灰塵、煤煙、花粉、香煙味和廚房油煙等；同時(shí)還可有效吸附空氣中的氣態(tài)污染物及濾除空氣中的致病微小生物。
[0013]優(yōu)點(diǎn):高效去除空氣中的微粒污染物。缺點(diǎn):容易產(chǎn)生臭氧，而且只對(duì)顆粒物等大粒子氣體有效果，主要用于除塵，而對(duì)于去除甲醛等有機(jī)物幾乎沒有效果。
[0014]￡.吸附凈化技術(shù):吸附是由于吸附劑和吸附質(zhì)分子間的作用力引起的，這些作用力分為兩大類，物理作用力和化學(xué)作用力，它們分別引起物理吸附和化學(xué)吸附?；钚蕴际亲畛Ｓ玫奈絼?，因?yàn)槠浔砻娣e非常大，它對(duì)許多有害氣體都是很有效的。
[0015]優(yōu)點(diǎn):吸附能力很強(qiáng)，能夠有效吸附室內(nèi)空氣中的有害物質(zhì)。缺點(diǎn):對(duì)甲醛等有機(jī)物的作用很小，且非常容易飽和，一旦飽和，凈化材料本身又變成污染源。
[0016]臭氧凈化技術(shù):臭氧以其強(qiáng)有力的氧化能力破壞細(xì)菌的細(xì)胞膜，從而將其殺死。臭氧對(duì)于絕大多數(shù)細(xì)菌均有殺滅作用，其中對(duì)日常危害人類健康最常見的大腸肝菌、霉菌、葡萄球菌、真菌的殺滅作用尤為明顯。
[0017]優(yōu)點(diǎn):臭氧的殺菌作用遠(yuǎn)強(qiáng)于各種化學(xué)消毒劑，化學(xué)消毒劑使用后常常留下殘余污染，而臭氧能自動(dòng)分解還原成氧氣；臭氧的殺菌作用強(qiáng)于紫外線，紫外線以光波殺菌，照射不到的地方則無法殺菌，而臭氧為氣體，無衛(wèi)生死角，氣體無孔不入，殺菌效果極強(qiáng)。
[0018]缺點(diǎn):由于超過一定濃度的臭氧對(duì)人體是有害的，因此專家建議采用此種空氣凈化器時(shí)，最好是人機(jī)分離，待臭氧分解一段時(shí)間后再進(jìn)入屋內(nèi)。
[0019]6.分子絡(luò)合凈化技術(shù):通過噴霧等形式向空氣中釋放能和甲醛起化學(xué)反應(yīng)的有機(jī)物質(zhì)，將空氣中的甲醛、苯、氨等有害物質(zhì)先行鎖定，再通過甲醛捕捉劑和以水組成的絡(luò)合分解體系，分別將甲醛和氨等氣態(tài)短分子鏈物質(zhì)，迅速絡(luò)合轉(zhuǎn)化為不可逆的長分子鏈固態(tài)物質(zhì)，并分解生成氨鹽等。
[0020]優(yōu)點(diǎn):該技術(shù)對(duì)室內(nèi)裝飾裝修所造成的甲醛、苯、^00等污染作用效果比較明顯。缺點(diǎn):因?yàn)榧兹┓肿釉诳諝庵械臐舛却蠹s為千萬分之一到百萬分之一，為了和甲醛分子發(fā)生絡(luò)合，所釋放出的絡(luò)合劑的濃度比甲醛分子的濃度平均要高100倍到1000倍，而且這些分子會(huì)長時(shí)間的漂浮在空氣中，為了去掉一個(gè)甲醛分子，人們不得不吸入數(shù)百甚至上千個(gè)絡(luò)合劑的分子；絡(luò)合劑分子與甲醛絡(luò)合以后生成的新物質(zhì)依然會(huì)漂浮在空氣中被人吸入，通過這樣的方法來去除甲醛，會(huì)造成嚴(yán)重的二次污染，只適合在無人的情況下使用。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0021]本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種復(fù)合多功能室內(nèi)空氣污染治理機(jī)。
[0022]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明復(fù)合多功能室內(nèi)空氣污染治理機(jī)包括機(jī)體及風(fēng)機(jī)的特別之處在于在于機(jī)體內(nèi)有聯(lián)通風(fēng)機(jī)和機(jī)體進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口的風(fēng)道，在所述風(fēng)道上由上游至下游依次配置有前置過濾凈化模塊、光觸媒凈化模塊和向空氣中釋放有益成份的后置凈化模塊。所述光觸媒凈化模塊是:在光照的作用下，光觸媒與空氣里甲醛、苯、二甲苯、氨、^有機(jī)揮發(fā)物等有害氣體產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，將其分解成40、002和其它無害物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)空氣凈化。前置凈化模塊組可以包含粗濾層、復(fù)合活性炭過濾層、冊(cè)…過濾層等，使得空氣中的有害顆粒物(可以到0.3微米，即910.3)得到顯著降低。這樣還可以增加光觸媒模塊組的使用壽命和分解效率。后置凈化模塊組可以包含負(fù)離子發(fā)生器、加濕器、香薰等提高空氣質(zhì)量的模塊，使得產(chǎn)生的凈化空氣更加綠色健康、舒適宜人。其是由風(fēng)機(jī)帶動(dòng)室內(nèi)空氣，形成循環(huán)，污染的空氣在流經(jīng)空氣凈化器時(shí)，會(huì)被所述三組凈化模塊逐漸過濾、治理，從而形成凈化的空氣排放到室內(nèi)。具有能濾除空氣中顆粒物，分解轉(zhuǎn)化空氣中有害氣體，向空氣中增加有益成份，使得產(chǎn)生的凈化空氣更加綠色健康、舒適宜人，治理效果優(yōu)異的優(yōu)點(diǎn)。
[0023]本發(fā)明基本原理:復(fù)合多功能室內(nèi)空氣污染治理機(jī)是集光催化式凈化器、物理吸附式凈化器、化學(xué)吸附式凈化器、機(jī)械吸附式凈化器、紫外線殺菌燈等為一體的室內(nèi)空氣凈化設(shè)備。在設(shè)計(jì)過程中，充分調(diào)動(dòng)發(fā)揮各項(xiàng)功能的特點(diǎn)，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，規(guī)避不足，使其臻于完美。其中核心采用的是光觸媒凈化技術(shù)。
[0024]光觸媒是一種以二氧化鈦011(?)為代表的具有光催化功能的光半導(dǎo)體材料的總稱，是當(dāng)前國際上治理室內(nèi)環(huán)境污染的最安全的材料之一。光觸媒在光的照射下，會(huì)產(chǎn)生類似光合作用的光催化反應(yīng)，產(chǎn)生出氧化能力極強(qiáng)的氫氧自由基(-0?)和超氧離子有很強(qiáng)的光氧化還原功能，可氧化分解各種有機(jī)化合物和部分無機(jī)物，能破壞細(xì)菌的細(xì)胞膜和固化病毒的蛋白質(zhì)，可殺滅細(xì)菌和分解有機(jī)污染物，把有機(jī)污染物分解成無污染的水出沖、二氧化碳((?)和其它無害物質(zhì)，因而具有極強(qiáng)的殺菌、除臭、防霉、防污自潔、凈化空氣功能。其反應(yīng)方程式如下:
[0025]X10^+11 V (光子能量)-? 1102+6 (光生電子)+11+ (光生空穴)
[0026]！120十11十-? # 011+?.
[0027]0『十11十-? ? 0?
[0028]02^6~ ? 02—
[0029]^0+0^- ?.00細(xì)『
[0030]2 # 00?- ? ！！202十02
[0031]# 00^+^20+6- ? ??！202十0！1
[0032]！1202^6~ ? # 011+0?
[0033]上述反應(yīng)生成的4?和02—都是極強(qiáng)的氧化劑，可破壞有機(jī)物中的0(:鍵、00鍵、11=0鍵、鍵X#鍵{=?鍵等，具有高效的分解有機(jī)物的能力，可直接把被1102吸附的有機(jī)物，如甲醛、苯、二甲苯、氨、1^0(:有機(jī)揮發(fā)物等，氧化成氏0和⑶2。此外，.0?比作為消毒殺菌劑的次氯酸、臭氧等具有更強(qiáng)的氧化能力，能與細(xì)菌細(xì)胞發(fā)生生化反應(yīng)，破壞細(xì)菌的細(xì)胞膜，使細(xì)胞質(zhì)流失，起到抑制病毒的活性，固化病毒的蛋白質(zhì)，使細(xì)菌細(xì)胞死亡，同時(shí)降解由細(xì)菌釋放出的有毒復(fù)合物，幾乎可以殺滅所有的細(xì)菌，如大腸桿菌、綠膿菌、葡萄球菌、霉菌、化膿菌、白蘚菌等。
[0034]以下是一些光觸媒技術(shù)的功能特點(diǎn)。
[0035](1)全面性:光觸媒可以有效地降解甲醛、苯、二甲苯、氨、170(:有機(jī)揮發(fā)物等污染物，并具有高效的殺菌消毒功能。(2)持續(xù)性:在反應(yīng)過程中，光觸媒本身不會(huì)發(fā)生變化和損耗，在光的照射下可以持續(xù)不斷的凈化污染物。(3)安全性:無毒、無害，對(duì)人體安全可靠，最終的反應(yīng)產(chǎn)物為和其它一些無害物質(zhì)，不會(huì)產(chǎn)生二次污染。(4)高效性:光觸媒利用取之不盡的太陽能就能將擴(kuò)散的環(huán)境污染物凈化清除。然而光觸媒對(duì)環(huán)境空氣的凈化效果還不盡人意，主要問題是處理的效率、速度、規(guī)模和太陽能的利用效率低。長久以來難以攻克，制約了其在空氣凈化領(lǐng)域的應(yīng)用。
[0036]單一的1102光觸媒處理有害氣體效率、速率偏低，在風(fēng)機(jī)每秒十幾米的帶動(dòng)下，流動(dòng)的空氣只有很少一部分能夠與1102發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因此對(duì)有害氣體的消除起不到太大的作用。
[0037]單一 1102只能吸收波長小于387納米的紫外輻射，因此不能充分利用各種光能，這也是1102效率低下的原因之一；另外過多的紫外線對(duì)人體是有傷害，嚴(yán)重的還可引起皮膚癌。
[0038]1102除味效果不佳。
[0039]為了彌補(bǔ)這些缺點(diǎn)，研發(fā)本發(fā)明新型、高效、長壽命、經(jīng)濟(jì)的復(fù)合光催化技術(shù)，以提高催化劑的光能利用率、提高對(duì)污染物的處理速率是非常重要的。
[0040]作為優(yōu)化，所述前置過濾凈化模塊包括自風(fēng)道上游至下游依次配置的粗濾層、復(fù)合活性炭過濾層、冊(cè)?4過濾層或者粗濾層、復(fù)合活性炭過濾層或者。
[0041]作為優(yōu)化，所述前置過濾凈化模塊能濾除空氣中有害顆粒物，包括直徑小到0.3微米的有害顆粒物。
[0042]作為優(yōu)化，所述后置凈化模塊包含負(fù)離子發(fā)生器、加濕器、香薰器或者香源存儲(chǔ)釋放器中的一種或者任意多種；所述風(fēng)機(jī)位于出風(fēng)口處或者進(jìn)風(fēng)口處。所述香薰器即可以是通常的香薰器，也可以是香精或者香源存儲(chǔ)釋放器。
[0043]作為優(yōu)化，所述光觸媒凈化模塊中的光觸媒采用1102、2110、013、？6203、八1203、2『02、〇602、2113、31102、冊(cè)3、？“、1003、\205等多元半導(dǎo)體光催化劑復(fù)合技術(shù)，將多種不同性質(zhì)的光催化劑復(fù)合在一起，使它們互相補(bǔ)充，互相促進(jìn)，提高催化活性。在光照的作用下，光觸媒與空氣里甲醛、苯、二甲苯、氨、1^0(:有機(jī)揮發(fā)物等有害氣體產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，將其分解成??！20、002和其它無害物質(zhì)，以達(dá)到空氣凈化的目的。
[0044]多元半導(dǎo)體光催化劑是多元+半導(dǎo)體+光催化劑的組合。多元半導(dǎo)體光催化劑復(fù)合技術(shù):光催化劑一般分為單一型和復(fù)合型兩種。單一型光催化劑有前面提到的1102，以及2=0、013等，針對(duì)某一特定的有害物質(zhì)，可以選用一種光催化劑；復(fù)合型光催化劑包括金屬氧化物或硫化物、金屬摻雜或非金屬摻雜半導(dǎo)體、多元半導(dǎo)體光催化劑、過渡金屬絡(luò)合物等。不同的光催化劑對(duì)光源的選擇性不同，催化活性也不同。本發(fā)明采用等多兀半導(dǎo)體光催化劑復(fù)合技術(shù)，將多種不同性質(zhì)的光催化劑復(fù)合在一起，使它們互相補(bǔ)充，互相促進(jìn)，提高催化活性。
[0045]作為優(yōu)化，所述1102，以及多元半導(dǎo)體光催化劑是具有明顯的量子化效應(yīng)的粒徑均小于5納米的光催化劑。納米技術(shù):研究發(fā)現(xiàn)，納米1102的光催化活性隨著納米粒子尺寸減小而增加，尤其是直徑在10納米以下時(shí)，1102具有明顯的量子化效應(yīng)，能增強(qiáng)納米材料的氧化還原能力，對(duì)提高!'102光催化降解有害物質(zhì)起到了極為重要的作用。且由于粒徑的減小，材料的比表面積更大，因而具有更高的光催化反應(yīng)效率。本發(fā)明采用的1102，以及多元半導(dǎo)體光催化劑，其粒徑均小于5納米，該材料具有明顯的量子化效應(yīng)。
[0046]作為優(yōu)化，所述光觸媒凈化模塊包括復(fù)合有多元半導(dǎo)體光催化劑的金屬網(wǎng)。所述光觸媒凈化模塊中的光觸媒添加一定量的光催化修飾材料，光催化修飾材料包括00,附、011等金屬離子；仏、？1:? ？4、他、八11等貴金屬離子山3、06? IX等稀土離子、800目及以上天然托瑪琳負(fù)離子粉、活性炭等；是將多種不同性質(zhì)的光催化劑及光催化劑修飾材料復(fù)合在一起，使它們互相補(bǔ)充，互相促進(jìn)，以提高催化活性。
[0047]作為優(yōu)化，所述金屬網(wǎng)為多種金屬網(wǎng)的組合金屬網(wǎng)；所述金屬網(wǎng)包括泡沫鎳網(wǎng)、鐵網(wǎng)、鋁網(wǎng)、銅網(wǎng)等或者包括鎳網(wǎng)、鐵網(wǎng)、鋁網(wǎng)、銅網(wǎng)等。
[0048]所述復(fù)合有多元半導(dǎo)體光催化劑的金屬網(wǎng)是經(jīng)下列方法制成:
[0049]1)多元納米半導(dǎo)體光催化劑乳液制備:將納米半導(dǎo)體光催化劑依次加入到分散溶液中，充分?jǐn)嚢杌虺曊饎?dòng)直至均勻；
[0050]2)光觸媒模塊組制備:將組合金屬網(wǎng)慢慢浸入步驟1)制備的乳液中，浸潤，慢慢提拉出后靜置晾干；將晾干的網(wǎng)放入馬沸爐中，升溫，烘烤固化定晶；將以上步驟重復(fù)多次；
[0051]3)修飾材料乳液制備:將修飾材料依次加入到分散溶液中，充分?jǐn)嚢杌虺曊饎?dòng)直至均勻；所述修飾材料包括:？6、?30、附、等金屬離子等貴金屬離子山3、〇6、21~等稀土離子；天然托瑪琳負(fù)離子粉；活性炭中的一種或者說任意多種；
[0052]4)光觸媒模塊組制備:將步驟2)制備的組合金屬網(wǎng)慢慢浸入步驟3)制備的乳液中，浸潤，慢慢提拉出后靜置晾干；將以上步驟重復(fù)多次。
[0053]作為優(yōu)化，所述多元納米半導(dǎo)體光催化劑乳液制備和修飾材料乳液制備過程須注意防止顆粒的團(tuán)聚現(xiàn)象；所述浸潤時(shí)間為10分鐘，所述升溫為升溫至400-550度，所述烘烤時(shí)間為30-60分鐘；所述重復(fù)多次為重復(fù)兩三次。
[0054]對(duì)多元納米半導(dǎo)體光催化劑的表面修飾技術(shù):為了進(jìn)一步提高半導(dǎo)體光催化劑的效果，本發(fā)明采用了表面修飾技術(shù)，將多種修飾材料的溶液或固體粉末，與半導(dǎo)體光催化劑一起制成一定濃度的均勻乳液。修飾材料包括等金屬離子等貴金屬離子；匕、06? 21-等稀土離子；天然托瑪琳負(fù)離子粉；活性炭。每一種修飾材料都有獨(dú)特的激活、輔助功效。例如，在1102中摻？#+能有效的促進(jìn)電子和空穴的分離和遷移，從而提高1102的光催化效率，同時(shí)擴(kuò)大了光響應(yīng)范圍，既可以響應(yīng)紫外光，又可以響應(yīng)自然光、普通燈、節(jié)能燈、120燈等。
[0055]分散技術(shù):無論是多元納米半導(dǎo)體光催化劑的復(fù)合，還是對(duì)其進(jìn)行表面修飾，都需要運(yùn)用到分散技術(shù)。所謂分散技術(shù)，就是將不同特性、不同粒徑的多種粉體均勻的分散在乳液中，使其能夠協(xié)同工作，并且不團(tuán)聚、不分層、不沉淀、觸變性好。
[0056]組合金屬網(wǎng)載體技術(shù):空氣凈化器通常會(huì)使用特制的薄網(wǎng)來作為凈化劑的載體。載體可以分為惰性載體和活性載體。惰性載體主要有活性炭、碳納米管、玻璃、陶瓷等，它們本身較少或不參與化學(xué)反應(yīng)?；钚暂d體主要是金屬和金屬氧化物，它們本身能起到助催化的作用。目前市場(chǎng)上的空氣凈化器一般只采用一種材料來制網(wǎng)。本發(fā)明采用多種具有高比表面積的多孔金屬材料制造組合網(wǎng)，作為光催化劑的載體，包括鎳網(wǎng)、鐵網(wǎng)、鋁網(wǎng)、銅網(wǎng)等組合。實(shí)踐證明，使用組合網(wǎng)比單一網(wǎng)具有更高的催化效率。
[0057]性能測(cè)試:第一步:將光觸媒模塊組安裝在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)機(jī)內(nèi)，放入試驗(yàn)箱。第二步:在試驗(yàn)箱內(nèi)加入甲醛，至國家允許室內(nèi)甲醛含量標(biāo)準(zhǔn)的100倍。第三步:開機(jī)實(shí)驗(yàn)。
[0058]1小時(shí):甲醛去除率70%以上
[0059]2小時(shí):甲醛去除率80%以上
[0060]6小時(shí):甲醛去除率90%以上
[0061]24小時(shí):甲醛去除率95%以上
[0062]采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明復(fù)合多功能室內(nèi)空氣污染治理機(jī)具有能濾除空氣中顆粒物，分解轉(zhuǎn)化空氣中有害氣體，向空氣中增加有益成份，使得產(chǎn)生的凈化空氣更加綠色健康、舒適宜人，治理效果優(yōu)異的優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0063]圖1是本發(fā)明復(fù)合多功能室內(nèi)空氣污染治理機(jī)的光觸媒模塊分解轉(zhuǎn)化空氣中有害氣體成份的原理示意圖；
[0064]圖2是本發(fā)明復(fù)合多功能室內(nèi)空氣污染治理機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0065]如圖所示，本發(fā)明復(fù)合多功能室內(nèi)空氣污染治理機(jī)包括機(jī)體1及風(fēng)機(jī)2，機(jī)體內(nèi)有聯(lián)通風(fēng)機(jī)2和機(jī)體進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口的風(fēng)道，在所述風(fēng)道上由上游至下游依次配置有前置過濾凈化模塊3、光觸媒凈化模塊4和向空氣中釋放有益成份的后置凈化模塊5。所述風(fēng)機(jī)位于出風(fēng)口處，更確切是位于出風(fēng)口與后置凈化模塊5之間。
[0066]所述前置過濾凈化模3塊包括自風(fēng)道上游至下游依次配置的粗濾層、復(fù)合活性炭過濾層、冊(cè)?纟過濾層(或者粗濾層、復(fù)合活性炭過濾層所述前置過濾凈化模塊3能濾除空氣中有害顆粒物，包括直徑小到0.3微米的有害顆粒物。
[0067]所述后置凈化模塊5包含負(fù)離子發(fā)生器、加濕器、香薰器或者香源存儲(chǔ)釋放器中的一種或者任意多種。
[0068]所述光觸媒凈化模塊4中的光觸媒采用1102、2110、0(18, ？6203、八1203、21~02、仏02、2113、31102、冊(cè)3、？“、1003、\205等多元半導(dǎo)體光催化劑復(fù)合技術(shù)，將多種不同性質(zhì)的光催化劑復(fù)合在一起，使它們互相補(bǔ)充，互相促進(jìn)，提高催化活性。所述!'102，以及多元半導(dǎo)體光催化劑是具有明顯的量子化效應(yīng)的粒徑均小于5納米的光催化劑。
[0069]所述光觸媒凈化模塊包括復(fù)合有多元半導(dǎo)體光催化劑的金屬網(wǎng)。所述金屬網(wǎng)為多種金屬網(wǎng)的組合金屬網(wǎng)；所述金屬網(wǎng)包括泡沫鎳網(wǎng)、鐵網(wǎng)、鋁網(wǎng)、銅網(wǎng)等。所述組合金屬網(wǎng)為泡沫鎳網(wǎng)、鐵網(wǎng)、鋁網(wǎng)、銅網(wǎng)中的任意多種(按一定的比例)交錯(cuò)疊加排布。所述光觸媒凈化模塊中的光觸媒添加一定量的光催化修飾材料，光催化修飾材料包括00,附、01！等金屬離子；八8、代、他、八IX等貴金屬離子山21、06? IX等稀土離子、800目及以上天然托瑪琳負(fù)離子粉、活性炭等；是將多種不同性質(zhì)的光催化劑及光催化劑修飾材料復(fù)合在一起，使它們互相補(bǔ)充，互相促進(jìn)，以提高催化活性。
[0070]作為優(yōu)化，所述復(fù)合有多元半導(dǎo)體光催化劑的金屬網(wǎng)是經(jīng)下列方法制成:
[0071]1)多元納米半導(dǎo)體光催化劑乳液制備:將納米半導(dǎo)體光催化劑依次加入到分散溶液中，充分?jǐn)嚢杌虺曊饎?dòng)直至均勻；
[0072]2)光觸媒模塊組制備:將組合金屬網(wǎng)慢慢浸入步驟1)制備的乳液中，浸潤，慢慢提拉出后靜置晾干；將晾干的網(wǎng)放入馬沸爐中，升溫，烘烤固化定晶；將以上步驟重復(fù)多次；
[0073]3)修飾材料乳液制備:將修飾材料依次加入到分散溶液中，充分?jǐn)嚢杌虺曊饎?dòng)直至均勻；所述修飾材料包括:？6、?30、附、等金屬離子等貴金屬離子山3、〇6、21~等稀土離子；天然托瑪琳負(fù)離子粉；活性炭中的一種或者說任意多種；
[0074]4)光觸媒模塊組制備:將步驟2)制備的組合金屬網(wǎng)慢慢浸入步驟3)制備的乳液中，浸潤，慢慢提拉出后靜置晾干；將以上步驟重復(fù)多次。
[0075]優(yōu)選所述多元納米半導(dǎo)體光催化劑乳液制備和修飾材料乳液制備過程須注意防止顆粒的團(tuán)聚現(xiàn)象；所述浸潤時(shí)間為10分鐘，所述升溫為升溫至400-550度，所述烘烤時(shí)間為30-60分鐘；所述重復(fù)多次為重復(fù)兩三次。
[0076]更具體如下:
[0077]其中結(jié)構(gòu)流程:
[0078]從組成結(jié)構(gòu)上是由風(fēng)機(jī)帶動(dòng)室內(nèi)空氣，形成循環(huán)，污染的空氣在流經(jīng)空氣凈化器時(shí)，會(huì)被一系列的凈化模塊逐漸過濾、治理，從而形成凈化的空氣排放到室內(nèi)。
[0079]其中光觸媒凈化模塊組在光照的作用下，光觸媒與空氣里甲醛、苯、二甲苯、氨、^00有機(jī)揮發(fā)物等有害氣體產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，將其分解成和其它無害物質(zhì)，以達(dá)到空氣凈化的目的。
[0080]前置凈化模塊組可以包含粗濾層、復(fù)合活性炭過濾層、冊(cè)?八過濾層等，使得空氣中的有害顆粒物(可以到0.3微米，即910.3)得到顯著降低。這樣還可以增加光觸媒模塊組的使用壽命和分解效率。后置凈化模塊組可以包含負(fù)離子發(fā)生器、加濕器、香薰等提高空氣質(zhì)量的模塊，使得產(chǎn)生的凈化空氣更加綠色健康、舒適宜人。
[0081]光觸媒加工技術(shù)
[0082]1)多元半導(dǎo)體光催化劑復(fù)合技術(shù):光催化劑一般分為單一型和復(fù)合型兩種。單一型光催化劑有前面提到的1102，以及2110、0(18等，針對(duì)某一特定的有害物質(zhì)，可以選用一種光催化劑；復(fù)合型光催化劑包括金屬氧化物或硫化物、金屬摻雜或非金屬摻雜半導(dǎo)體、多元半導(dǎo)體光催化劑、過渡金屬絡(luò)合物等。不同的光催化劑對(duì)光源的選擇性不同，催化活性也不同。本發(fā)明采用1102、2！10、013等多元半導(dǎo)體光催化劑復(fù)合技術(shù)，將多種不同性質(zhì)的光催化劑復(fù)合在一起，使它們互相補(bǔ)充，互相促進(jìn)，提高催化活性。
[0083]2)納米技術(shù):研究發(fā)現(xiàn)，納米1102的光催化活性隨著納米粒子尺寸減小而增加，尤其是直徑在10納米以下時(shí)，1102具有明顯的量子化效應(yīng)，能增強(qiáng)納米材料的氧化還原能力，對(duì)提高！'102光催化降解有害物質(zhì)起到了極為重要的作用。且由于粒徑的減小，材料的比表面積更大，因而具有更高的光催化反應(yīng)效率。本發(fā)明采用的1102，以及多元半導(dǎo)體光催化劑，其粒徑均小于5納米，該材料具有明顯的量子化效應(yīng)。
[0084]光觸媒模塊組制造技術(shù)
[0085]1)對(duì)多元納米半導(dǎo)體光催化劑的表面修飾技術(shù):為了進(jìn)一步提高半導(dǎo)體光催化劑的效果，本發(fā)明采用了表面修飾技術(shù)，將多種修飾材料的溶液或固體粉末，與半導(dǎo)體光催化劑一起制成一定濃度的均勻乳液。修飾材料包括:？6、00,附、011等金屬離子汸8、代、％等貴金屬離子山3、06? 21-等稀土離子；天然托瑪琳負(fù)離子粉；活性炭。每一種修飾材料都有獨(dú)特的激活、輔助功效。例如，在1102中摻？#+能有效的促進(jìn)電子和空穴的分離和遷移，從而提高1102的光催化效率，同時(shí)擴(kuò)大了光響應(yīng)范圍，既可以響應(yīng)紫外光，又可以響應(yīng)自然光、普通燈、節(jié)能燈、120燈等。
[0086]2)分散技術(shù):無論是多元納米半導(dǎo)體光催化劑的復(fù)合，還是對(duì)其進(jìn)行表面修飾，都需要運(yùn)用到分散技術(shù)。所謂分散技術(shù)，就是將不同特性、不同粒徑的多種粉體均勻的分散在乳液中，使其能夠協(xié)同工作，并且不團(tuán)聚、不分層、不沉淀、觸變性好。
[0087]3)組合金屬網(wǎng)載體技術(shù):空氣凈化器通常會(huì)使用特制的薄網(wǎng)來作為凈化劑的載體。載體可以分為惰性載體和活性載體。惰性載體主要有活性炭、碳納米管、玻璃、陶瓷等，它們本身較少或不參與化學(xué)反應(yīng)?；钚暂d體主要是金屬和金屬氧化物，它們本身能起到助催化的作用。目前市場(chǎng)上的空氣凈化器一般只采用一種材料來制網(wǎng)。本發(fā)明采用多種具有高比表面積的多孔金屬材料制造組合網(wǎng)，作為光催化劑的載體，包括鎳網(wǎng)、鐵網(wǎng)、鋁網(wǎng)、銅網(wǎng)等組合。實(shí)踐證明，使用組合網(wǎng)比單一網(wǎng)具有更高的催化效率。
[0088]光觸媒模塊組制造流程
[0089]1)多元納米半導(dǎo)體光催化劑乳液制備:將納米半導(dǎo)體光催化劑依次加入到分散溶液中，充分?jǐn)嚢柚敝辆鶆颍麄€(gè)過程必須注意防止顆粒的團(tuán)聚現(xiàn)象。2)光觸媒模塊組制備:將組合金屬網(wǎng)慢慢浸入步驟1)制備的乳液中，浸潤10分鐘，慢慢提拉出后靜置晾干。將晾干的網(wǎng)放入馬沸爐中，升溫至400-550度，烘烤30-60分鐘固化定晶。將以上步驟重復(fù)兩三次。3)修飾材料乳液制備:將修飾材料依次加入到分散溶液中，充分?jǐn)嚢柚敝辆鶆?，整個(gè)過程必須注意防止顆粒的團(tuán)聚現(xiàn)象。4)光觸媒模塊組制備:將步驟2)制備的組合金屬網(wǎng)慢慢浸入步驟3)制備的乳液中，浸潤10分鐘，慢慢提拉出后靜置晾干。將以上步驟重復(fù)兩三次。
[0090]性能測(cè)試:第一步:將光觸媒模塊組安裝在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)機(jī)內(nèi)，放入試驗(yàn)箱。第二步:在試驗(yàn)箱內(nèi)加入甲醛，至國家允許室內(nèi)甲醛含量標(biāo)準(zhǔn)的100倍。第三步:開機(jī)實(shí)驗(yàn)。
[0091]測(cè)得:1小時(shí):甲醛去除率70%以上；
[0092]2小時(shí):甲醛去除率80%以上；
[0093]6小時(shí):甲醛去除率90%以上；
[0094]24小時(shí):甲醛去除率95%以上。
【權(quán)利要求】
1.一種復(fù)合多功能室內(nèi)空氣污染治理機(jī)，包括機(jī)體及風(fēng)機(jī)，其特征在于機(jī)體內(nèi)有聯(lián)通風(fēng)機(jī)和機(jī)體進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口的風(fēng)道，在所述風(fēng)道上由上游至下游依次配置有前置過濾凈化模塊、光觸媒凈化模塊和向空氣中釋放有益成份的后置凈化模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述空氣污染治理機(jī)，其特征在于所述前置過濾凈化模塊包括自風(fēng)道上游至下游依次配置的粗濾層、復(fù)合活性炭過濾層、HEPA過濾層或者粗濾層、復(fù)合活性炭過濾層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述空氣污染治理機(jī)，其特征在于所述前置過濾凈化模塊能濾除空氣中有害顆粒物，包括直徑小到0.3微米的有害顆粒物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述空氣污染治理機(jī)，其特征在于所述后置凈化模塊包含負(fù)離子發(fā)生器、加濕器、香薰器或香源存儲(chǔ)器中的一種或者任意多種；所述風(fēng)機(jī)位于出風(fēng)口處或者進(jìn)風(fēng)口處。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述空氣污染治理機(jī)，其特征在于所述光觸媒凈化模塊中的光觸媒采用 Ti02、ZnO、CdS、Fe2O3、Al2O3、ZrO2、CeO2、ZnS、SnO2、WO3、PbS、Mo03、V2O5 等多元半導(dǎo)體光催化劑復(fù)合技術(shù)，將多種不同性質(zhì)的光催化劑復(fù)合在一起，使它們互相補(bǔ)充，互相促進(jìn)，提高催化活性。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述空氣污染治理機(jī)，其特征在于所述T12,以及多元半導(dǎo)體光催化劑是具有明顯的量子化效應(yīng)的粒徑均小于5納米的光催化劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述空氣污染治理機(jī)，其特征在于所述光觸媒凈化模塊包括復(fù)合有多元半導(dǎo)體光催化劑的金屬網(wǎng)；所述光觸媒凈化模塊中的光觸媒添加一定量的光催化修飾材料，光催化修飾材料包括:Fe、Co、N1、Cu等金屬離子；Ag、Pt、Pd、Rh、Au等貴金屬離子；La、Ce、Zr等稀土離子、800目及以上天然托瑪琳負(fù)離子粉、活性炭等；是將多種不同性質(zhì)的光催化劑及光催化劑修飾材料復(fù)合在一起，使它們互相補(bǔ)充，互相促進(jìn)，以提高催化活性。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述空氣污染治理機(jī)，其特征在于所述金屬網(wǎng)為多種金屬網(wǎng)的組合金屬網(wǎng)；所述金屬網(wǎng)包括泡沫鎳網(wǎng)、鐵網(wǎng)、鋁網(wǎng)、銅網(wǎng)等或者包括鎳網(wǎng)、鐵網(wǎng)、鋁網(wǎng)、銅網(wǎng)等。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或者8所述空氣污染治理機(jī)，其特征在于所述復(fù)合有多元半導(dǎo)體光催化劑的金屬網(wǎng)是經(jīng)下列方法制成: 1)多元納米半導(dǎo)體光催化劑乳液制備:將納米半導(dǎo)體光催化劑依次加入到分散溶液中，充分?jǐn)嚢杌虺曊饎?dòng)直至均勻； 2)光觸媒模塊組制備:將組合金屬網(wǎng)慢慢浸入步驟I)制備的乳液中，浸潤，慢慢提拉出后靜置晾干；將晾干的網(wǎng)放入馬沸爐中，升溫，烘烤固化定晶；將以上步驟重復(fù)多次； 3)修飾材料乳液制備:將修飾材料依次加入到分散溶液中，充分?jǐn)嚢杌虺曊饎?dòng)直至均勻；所述修飾材料包括:Fe、Co、N1、Cu等金屬離子；Ag、Pt、Pd等貴金屬離子；La、Ce、Zr等稀土離子；天然托瑪琳負(fù)離子粉；活性炭中的一種或者說任意多種； 4)光觸媒模塊組制備:將步驟2)制備的組合金屬網(wǎng)慢慢浸入步驟3)制備的乳液中，浸潤，慢慢提拉出后靜置晾干；將以上步驟重復(fù)多次。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述空氣污染治理機(jī)，其特征在于所述多元納米半導(dǎo)體光催化劑乳液制備和修飾材料乳液制備過程須注意防止顆粒的團(tuán)聚現(xiàn)象；所述浸潤時(shí)間為10分鐘，所述升溫為升溫至400-550度，所述烘烤時(shí)間為30-60分鐘；所述重復(fù)多次為重復(fù)兩三次。
【文檔編號(hào)】F24F13/00GK104422019SQ201310367380
【公開日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2013年8月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月22日
【發(fā)明者】袁滿雪, 付小郃, 付延 申請(qǐng)人:袁滿雪, 付小郃, 付延