專利名稱：：光催化空氣消毒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及通過光催化氧化對空氣進(jìn)行消毒的方法，具體地說，涉及這樣的方法提供相對濕度在約40％以上的需消毒的空氣，然后在紫外光(UV)的存在下使空氣與光催化劑接觸，這樣，空氣中的至少一部分微生物由于光催化氧化而被殺滅。本發(fā)明還涉及空氣消毒設(shè)備，這些設(shè)備具有被UV光照射的涂布有光催化劑的表面，并具有使空氣與涂布有光催化劑的表面接觸的裝置以及將空氣的相對濕度保持在約40％以上的裝置，這樣，當(dāng)用UV光照射涂布有光催化劑的表面時，空氣中的微生物由于光催化氧化而被殺滅。美國人的時間90％是在室內(nèi)度過的，在室內(nèi)時，他們暴露于各種承載在空氣中的污染物，例如揮發(fā)性的有機化合物(VOC)、氡和生物。在80年代的一項研究中，環(huán)境保護(hù)署(EPA)得出結(jié)論，室內(nèi)空氣污染比室外空氣污染對健康形成更大的危險。室內(nèi)空氣污染被認(rèn)為會引起醫(yī)療費用的顯著增加和勞動生產(chǎn)率下降。在建筑物循環(huán)系統(tǒng)中，來自獨立源的污染物水平其自身可能并不具有顯著危險。然而，許多建筑物存在一個以上會引起室內(nèi)空氣污染的源頭。由這樣的室內(nèi)空氣污染物引起的疾病有時稱作“污染建筑物綜合征”。引起室內(nèi)空氣污染的原因是不受歡迎的顆粒物質(zhì)、不受歡迎的化學(xué)物質(zhì)和微生物污染物。在前兩種情形，常用的技術(shù)時常通過過濾或通風(fēng)來加以解決。揮發(fā)性有機化合物(VOC)和微生物污染的問題則產(chǎn)生更嚴(yán)重的障礙。由于有這么多的美國人在具有機械加熱、冷卻和通風(fēng)系統(tǒng)的辦公室和建筑物中度過大量的時間，這樣的系統(tǒng)形成生物污染危險。近年來，室內(nèi)環(huán)境的生物問題已受到相當(dāng)關(guān)注。費城1976年爆發(fā)的軍團(tuán)病(Legionnaires′disease)可能是由室內(nèi)污染物引起的疾病中最受公眾關(guān)注的案例。生物污染物包括細(xì)菌、霉菌和病毒。受污染的中央空氣系統(tǒng)可成為生物污染物的滋生地，強迫通風(fēng)可將污染物在整個建筑物中擴散。在過去的三十至四十年中，建筑物的結(jié)構(gòu)和作用已發(fā)生了顯著變化。建筑物外殼已變得更緊密，由此，在加熱、通風(fēng)和空調(diào)(HVAC)系統(tǒng)中較少使用室外空氣。微生物不那么容易通過與新鮮空氣的混合而稀釋。節(jié)約能量程序已導(dǎo)致建筑物的室內(nèi)環(huán)境更濕潤，從而有利于某些類型的微生物生長。由于在一些建筑物中維修程序被忽視，成為微生物滋養(yǎng)物的過量污垢在HVAC系統(tǒng)的壁龕中累積。這導(dǎo)致稱作建筑物相關(guān)疾病、建筑物疾病和污染建筑物綜合征的疾病。
背景技術(shù)：
：已有幾種微生物顆?？刂萍夹g(shù)(包括機械濾器和靜電濾器)可用來作為建筑物強制通風(fēng)加熱/冷卻系統(tǒng)的一部分來減少可吸入顆粒的室內(nèi)濃度。微生物濾器由于其成本低、操作容易而已被用于空氣和其他氣體的消毒。可將這些濾器構(gòu)建成不僅可除去微生物而且還可除去亞微米細(xì)粒。為經(jīng)濟而有效地使用這些濾器，待過濾的空氣中氣溶膠含量必須低。(分散在空氣中的微生物、顆粒和液滴稱作氣溶膠)。這些濾器的缺點是他們不能永久地除去污染物，只能將污染物移至另一個介質(zhì)(即濾器)中。阻塞將引起管道中有高的壓降。一個可行的方法是永久地除去污染物并產(chǎn)生無毒性的殘渣。紫外消毒已在過去被廣泛地用來殺滅生物污染物和使毒性化學(xué)物質(zhì)降解。這樣的紫外處理在消毒方面效果很好，但室內(nèi)環(huán)境還可能被低水平的毒性化學(xué)物質(zhì)(如甲醛、苯乙烯和甲苯等)污染。單獨的UV光能已證明不能有效地降解這些化學(xué)物質(zhì)。例如，Raupp和Dibble的美國專利No.5,045,288以及Robertson和Henderson的美國專利No.4,892,712、4,966,759和5,032,241使用了紫外來處理含污染物的流體和氣體。已得到廣泛關(guān)注的另一個可選擇的方法是光催化氧化，它包括用光催化劑(例如TiO2)來完全降解水中的烴類物質(zhì)和殺滅微生物。Patel在AntibacterialEffectOfCatalyzedRadiation，MastersThesis，UniversityofFlorida，Gainesville(1993)中報道說，TiO2粉末在水中照射60-120分鐘之后，可殺滅粘質(zhì)沙雷氏菌(Serratiamarcescens)。Saito等，J.Photochem.Photobiol.BBiol.，14，369-79(1992)；Matsunaga，J.Antibact.AntifungicAgents，13，211-20(1980)；Nagane等，J.Dent.Res.，68，1696-7(1989)和Moriaka等，Caries.Res.，22，230-1(1988)報道說，TiO2在水中曝氣60-120分鐘之后，可殺滅大腸桿菌(E.coli)和嗜酸乳桿菌(Lactobacillusacidophilus)。Wang等，ProceedingsoftheFirstInternationalConferenceonTiO2PhotocatalyticPurificationandTreatmentofWaterandAir(London，Ontario，Canada，November，8-13，1992)pp.733-9；Wang等，Proc.AWWAConf.(SanAntonio，TX，1993)；Savat等，J.Catalysis，127，167-77(1991)和Anderson等，F(xiàn)urtherCatalyticPurificatinoofWaterandAir，1，405-20(1993)報道了三氯乙烯(TCE)和其他有機污染物的氣相去毒。但仍需要一種從空氣中除去微生物的方法。發(fā)明概述本發(fā)明滿足上述需要?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，通過在控制的濕度條件下UV光對光催化劑的作用而激發(fā)的光催化氧化可對含微生物的空氣消毒。本發(fā)明的主要目的是提供一種可行的室內(nèi)空氣凈化和去毒方法，它可用于新的或已安裝的空氣管道系統(tǒng)。本發(fā)明的另一個目的是提供一種較廉價的去毒反應(yīng)器，它可置于有問題的建筑物的管道系統(tǒng)內(nèi)。該反應(yīng)器單元可配置在空氣分配系統(tǒng)的一個或幾個主管道內(nèi)，或反應(yīng)器可配置在通向室內(nèi)調(diào)風(fēng)器的每個管道中。本發(fā)明的又一目的是提供一種去毒反應(yīng)器單元，它可容易地配置在新的循環(huán)系統(tǒng)中，或作為對有問題的循環(huán)系統(tǒng)的改進(jìn)，或作為獨立的空氣過濾單元，或作為出口通風(fēng)系統(tǒng)，或者它可用作真空清洗系統(tǒng)的出口室。本發(fā)明的還有一個目的是提供一種裝置，用該裝置可對通過反應(yīng)器的空氣流率和該氣流的濕度進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使作用于催化劑(例如TiO2)的UV光能產(chǎn)生最大的殺菌效率。本發(fā)明的另一個重要目的是提供一種光催化氧化系統(tǒng)，它不僅能殺滅微生物，而且能消除有機化學(xué)物質(zhì)和室內(nèi)空氣中常常會聞到的、由微生物和揮發(fā)性有機污染物產(chǎn)生的異味。本發(fā)明的另一個目的是提供一種涂布有催化劑的管道，它在合適波長的光入射在涂布有催化劑的管道表面上的情況下將不被微生物污染。本發(fā)明的又一個目的是提供凈化由密封室內(nèi)排出的被污染空氣的單機實施方式，在該密封室內(nèi)，進(jìn)行某些有毒的操作，例如油漆密封室。具體地說，該單機實施方式還可用于醫(yī)院，包括對空氣的無菌狀態(tài)的要求非常嚴(yán)格的手術(shù)室、醫(yī)生等候室、休息室和其他可進(jìn)行封閉循環(huán)且需要減少異味和高度凈化以給使用這些設(shè)施的人提供舒適環(huán)境的地方。因此，根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，對含微生物的空氣流進(jìn)行消毒的方法包括下述步驟提供相對濕度在約40％以上、含微生物的空氣流；使上述氣流與具有預(yù)定帶隙能量的光催化劑在具有相應(yīng)于光催化劑帶隙能量的波長的光子源的存在下接觸，這樣，通過光催化氧化將氣流中的至少一部分微生物殺滅。本發(fā)明的較佳方法還控制氣流的流速，這樣，氣流中的至少一部分微生物被殺滅。本發(fā)明還包括實施本發(fā)明方法的設(shè)備。因此，根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，對一定數(shù)量含微生物的空氣進(jìn)行消毒的設(shè)備具有以下部分涂布有光催化劑的表面，所述光催化劑具有預(yù)定的帶隙能量；用具有相應(yīng)于光催化劑帶隙能量的波長的光子源照射涂布有光催化劑的表面的裝置；使所述空氣與涂布有光催化劑的表面接觸的裝置以及將空氣的相對濕度維持在約40％以上的裝置，這樣，當(dāng)用UV光照射涂布有光催化劑的表面時，上述空氣與光催化劑接觸后空氣中的至少一部分微生物即由于光催化氧化而被殺滅。本發(fā)明的方法和設(shè)備適合于在建筑物的HVAC系統(tǒng)內(nèi)使用或作為獨立的單元。因此，根據(jù)本發(fā)明該實施方式的一個方面，用于對含微生物的空氣進(jìn)行消毒的設(shè)備含以下部分管道，空氣通過那里進(jìn)行移動；送風(fēng)機，它與管道連接，使空氣通過管道移動；光催化劑，它位于管道中，具有預(yù)定的帶隙能量；燈，它位于與光催化劑足夠近的地方，用具有相應(yīng)于光催化劑帶隙能量的波長的光子源對光催化劑進(jìn)行照射；濕度控制器，調(diào)節(jié)至將管道中的空氣相對濕度保持在約40％以上，這樣，當(dāng)用燈發(fā)出的UV光照射光催化劑時，上述空氣與光催化劑接觸后空氣中的至少一部分微生物即由于光催化氧化而被殺滅。根據(jù)本發(fā)明該實施方式的另一部分，對含微生物的空氣進(jìn)行消毒的獨立的設(shè)備具有以下部分容器，空氣通過那里移動；送風(fēng)機，它與容器連接，使空氣通過容器移動；位于容器中的光催化劑，它具有預(yù)定的帶隙能量；燈，它用具有相應(yīng)于光催化劑帶隙能量的波長的光子源來照射光催化劑；濕度控制器，調(diào)節(jié)至將容器中的空氣相對濕度保持在約40％以上，這樣，當(dāng)用UV光照射光催化劑時，上述空氣與光催化劑接觸后空氣中的至少一部分微生物即由于光催化氧化而被殺滅。本發(fā)明還包括以下發(fā)現(xiàn)用具有預(yù)定的帶隙能量的光催化劑涂布過濾介質(zhì)，可延長能捕捉含微生物的生物氣溶膠的過濾介質(zhì)的有效壽命。當(dāng)在相對濕度可有效引發(fā)上述光催化氧化的條件下用具有相應(yīng)于光催化劑帶隙能量的波長的光子源照射過濾介質(zhì)時，至少一部分被過濾介質(zhì)捕捉的微生物被殺滅，由此對捕捉了生物氣溶膠的過濾介質(zhì)進(jìn)行了凈化，這樣，過濾介質(zhì)可繼續(xù)捕捉生物氣溶膠，延長了濾器更換的時間間隔。根據(jù)本發(fā)明的該實施方式，可捕捉生物氣溶膠的過濾介質(zhì)具有與含微生物的氣流接觸的上游表面(upstreamsurface)，而該表面涂布有光催化劑。過濾介質(zhì)最好含于HEPA濾器或微孔濾器內(nèi)。通過下面結(jié)合附圖對優(yōu)選實施方式的說明，可清楚地看到本發(fā)明的上述的和其他的目的、特征和優(yōu)點。附圖的簡單說明圖1是用于建筑物的、裝有本發(fā)明反應(yīng)器系統(tǒng)的典型的加熱/冷卻管道系統(tǒng)的示意圖；圖2是用于說明其他視圖的橫截面的反應(yīng)器單元的示意透視圖；圖3是說明反應(yīng)器單元的幾個主要部件的分解示意圖；圖4、5和6是沿圖2中4-4線的的反應(yīng)器單元的各種實施方式的縱向橫截面，顯示UV燈相對于有涂層部件的排列；圖7是單機實施方式的縱向橫截面；圖8是圖7的獨立單元的立式變型；圖9是沿9-9線的橫截面，顯示位于管道周界的UV燈；圖10是說明UV燈相對于催化性插入物的位置的示意透視圖；圖11是本發(fā)明的另一單機實施方式的縱向橫截面視圖；圖12是本發(fā)明的又一單機實施方式的縱向橫截面視圖；圖13是本發(fā)明的催化性插入物的縱向橫截面視圖；圖14是本發(fā)明的反應(yīng)器單元的另一實施方式的示意透視圖；圖15是本發(fā)明的催化性插入物的示意透視圖；圖16是本發(fā)明的UV燈裝置的示意透視圖；圖17是本發(fā)明的催化性插入物的另一實施方式的示意透視圖；圖18是固定在壁上的UV燈的縱向橫截面視圖；圖19是使用圖18中所示的固定在壁上的UV燈的反應(yīng)器單元的示意透視圖；圖20和21是本發(fā)明的反應(yīng)器單元的又一實施方式的示意透視圖；圖22和23是固定在HVAC系統(tǒng)的空氣供應(yīng)調(diào)節(jié)器中的本發(fā)明的反應(yīng)器實施方式的示意透視圖；圖24描述在30％RH的條件下通過光解和光催化氧化殺滅粘質(zhì)沙雷氏菌的情況；圖25描述在50％RH的條件下通過光分解和光催化氧化殺滅粘質(zhì)沙雷氏菌的情況；圖26描述在85％RH的條件下通過光分解和光催化氧化殺滅粘質(zhì)沙雷氏菌的情況；圖27描述不同濕度對殺滅粘質(zhì)沙雷氏菌的影響；圖28描述在RH為50％、UV強度為100W/m2的條件下用兩種不同的反應(yīng)器結(jié)構(gòu)通過光分解和光催化氧化殺滅粘質(zhì)沙雷氏菌的情況；圖29描述在不同的UV強度的條件下殺滅粘質(zhì)沙雷氏菌的情況。值得注意的是，附圖并不一定按比例繪制，而是將某些要素擴大以更清楚地顯示本發(fā)明的各個方面和它們的優(yōu)點。本發(fā)明的最佳實施方式下面參見附圖，各附圖中相同的部件用相同的數(shù)字表示，圖1是實施本發(fā)明方法的本發(fā)明的一個裝置，其中數(shù)字10表示本發(fā)明的系統(tǒng)。在大多數(shù)建筑物中，送風(fēng)機/風(fēng)扇將空氣從進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)的空間的各個區(qū)域通過進(jìn)風(fēng)口和顆粒/氣溶膠濾器12抽入管道系統(tǒng)中。然后，空氣可在加熱爐的加熱盤管或空調(diào)機的加熱/冷卻盤管/空氣調(diào)節(jié)單元14的熱泵之上通過。冷卻盤管由于其在冷卻空氣的同時將濕氣冷凝而起著除濕機的作用。空氣調(diào)節(jié)單元14的風(fēng)扇65將強制空氣在盤管13和15之上通過，進(jìn)入管道系統(tǒng)18。在圖1中，沿管道18有一個主反應(yīng)器21。在許多裝置中，有它即足夠。然而，在圖1的實施方式中，在管道系統(tǒng)18的支線中還有一系列反應(yīng)器單元22。圖2概略地說明了反應(yīng)器21中的主要部件。這些部件還將出現(xiàn)在反應(yīng)器22中。這些主要部件是涂布有催化劑的襯套29、一排UV燈24和表面28涂布有催化劑的網(wǎng)格。在有些情況下，僅使用涂布過的襯套或涂布過的網(wǎng)格。這里使用兩者。在本發(fā)明中，涂布有催化劑的襯套和網(wǎng)格統(tǒng)稱作催化性插入物。燈最好發(fā)射UV-A譜段的低能光子和UV-B譜段的較低能量部分。UV波長最好在約300-400nm之間。在圖4、5和6中可見到反應(yīng)器22的各種內(nèi)部配置。在每個反應(yīng)器中有通過電線25和26與電源連接的一排UV燈24。電線25和26顯示在圖5和6中，但相似的電線將出現(xiàn)在所有實施方式中。在這些實施方式中燈24發(fā)出的紫外線射在有涂層的襯套29(圖4)或網(wǎng)格的一個側(cè)面和有涂層的襯套(圖6)上，網(wǎng)格和襯套之一或二者可用光催化劑涂布。紫外線還可射向有涂層的網(wǎng)格28的兩側(cè)和在網(wǎng)格兩側(cè)的有涂層的襯套區(qū)段29和29′。參見圖5?；旧先魏卧谙鄬穸却笥诩s40％的空氣存在下用光子源照射時可催化光催化氧化反應(yīng)的物質(zhì)都適合在本發(fā)明中用作光催化劑。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可容易地確定這些物質(zhì)而無需過多的實驗。合適的光催化劑的例子有半導(dǎo)體材料(例如ZnO2、TiO2)等。然而，基本上可使用任何半導(dǎo)體材料或?qū)雽?dǎo)體材料與貴金屬或其他金屬(例如銀)結(jié)合使用。較好的是，光催化劑與具有相應(yīng)于該光催化劑的帶隙能量的波長的光子源結(jié)合使用。優(yōu)選的光子源是UV光。優(yōu)選的光催化劑是TiO2，其帶隙能量在波長300-400nm的UV光子的能量范圍之內(nèi)。網(wǎng)格28可由任何材料制成，只要能用常用方法將光催化劑粘附在其上面即可。管道襯套29可由任何材料制成，只要能用常用方法將光催化劑沉積和粘附在其內(nèi)表面31上即可。用于網(wǎng)格的這些纖維和材料的一些例子包括天然纖維(例如棉或羊毛)、人造纖維和合成纖維(例如人造絲、聚酯、聚丙烯、和特氟隆)以及其它纖維(例如阻燃纖維材料以及碳和所有其它功能性纖維材料)。網(wǎng)格28的構(gòu)造為稀松的機織結(jié)構(gòu)、非織造結(jié)構(gòu)或針織結(jié)構(gòu)，或它們的組合，這樣，它令空氣可相對自由地流動而沒有過大的壓力下降。在通過反應(yīng)器22和離開支導(dǎo)管30、32、34和36之后，空氣被導(dǎo)向室內(nèi)調(diào)風(fēng)器中。顯然，在大的建筑物中，可能有幾十個從許多主要管道分枝的30-36型導(dǎo)管。各房間通常有一個空氣返回口?？諝鈴母鞣块g返回并通過一系列由數(shù)字37、38、39和40表示的管道在系統(tǒng)中循環(huán)。這些管道含濾器12，并合并于集氣管42中，集氣管42將空氣送回空氣調(diào)節(jié)單元14的進(jìn)口側(cè)，在空氣調(diào)節(jié)單元14，空氣可能被重新冷卻或重新加熱，然后送回管道系統(tǒng)18。反應(yīng)器21中循環(huán)的空氣在涂布有催化劑的網(wǎng)格28或涂布過的管道襯套29之上的保持時間很重要。管道系統(tǒng)內(nèi)空氣的流速用檢測器44測量。在圖1中，常用的流速檢測器44(MamacAnubar型流速檢測器)位于主要的管道系統(tǒng)18中。流速檢測器時常置于各反應(yīng)器22內(nèi)，它是就下述獨立單元所描述的那種類型的反應(yīng)器?？諝饬魉僭娇?，則空氣將在網(wǎng)格28的催化表面之上保持的時間或與襯套29的涂布過的表面31的接觸時間越少。當(dāng)流速或體積排送量降低時，保持時間增加。如前面所述，通常最好在所有時間保持空氣在整個建筑物中流通。這里，對空氣速度進(jìn)行調(diào)節(jié)，通過控制在催化表面上的保持時間，以最大程度地消滅有害物質(zhì)。該保持時間將隨空氣流速、管道大小、催化表面面積和其他物理特性而變化。不管怎樣，空氣速度即體積流速從檢測器44輸入微處理器62。微處理器62反過來控制風(fēng)扇馬達(dá)64的速度，從而控制風(fēng)扇65的排氣量。送風(fēng)機的速度始終調(diào)節(jié)到產(chǎn)生所需的停留時間。例如，在進(jìn)行的實驗中，在2英寸厚的催化性網(wǎng)格上，約70英尺/分的空氣速度可產(chǎn)生良好的消毒和殺滅率。圖14是具有正方形空氣通道的蜂窩型結(jié)構(gòu)的催化性插入物。圖15是具有圓形或橢圓形通道的催化性插入物?？捎闷渌麕缀涡螤钐鎿Q圖14和15中顯示的結(jié)構(gòu)。催化性插入物內(nèi)涂布有催化劑的表面積可如圖17所示，通過加入涂布有催化劑的翼片而增加。也可使用褶狀表面。催化性插入物可以由塑料、纖維、金屬和其他材料制成。網(wǎng)格或襯套的表面積將取決于污染物的預(yù)期濃度，可根據(jù)所涉及的裝置憑經(jīng)驗加以確定而無需過多的實驗。循環(huán)空氣的相對濕度也很重要?？諝獾南鄬穸人綄缥⑸锸菦Q定性的，其水平必須能在用UV光照射光催化劑時，微生物與光催化劑接觸后有效地使至少一部分微生物由于光催化氧化而被殺滅，即相對濕度應(yīng)在約40％以上。相對濕度較好地在約40-70％之間，更好地在約50-60％之間，最好約為50％。參見圖1，沿管道18的長度配置的是增濕器/去濕器單元50(SunChemical公司生產(chǎn)的SUN13型)，它由Mamac公司生產(chǎn)的HV-2222型檢測器探頭控制。若檢測器52檢測到空氣的相對濕度小于50％，則啟動噴水或噴霧單元54，令其以細(xì)霧的形式向氣流中噴入足夠的濕氣，將相對濕度提高至約50％。若相對濕度超過70％，則用此處用冷卻盤管56表示的去濕器系統(tǒng)除去濕氣。盤管56可以是單獨的單元，但在許多情況，可利用單元14的盤管。也可設(shè)置單獨的備用盤管58?？捎脠D1所示的冷卻盤管或其他慣用技術(shù)(例如干燥劑除濕)將水凝聚，由此實現(xiàn)空氣去濕。選擇相對濕度和流速的要求是，應(yīng)能完全殺滅空氣中的微生物。在我們的實驗中，當(dāng)相對濕度為50％、空氣在循環(huán)風(fēng)道的2英寸厚的催化性網(wǎng)格之上通過的速度約為70英尺/分時，可完全殺滅空氣中的微生物。在本發(fā)明中，殺滅的微生物的定義為被完全殺死的微生物，不包括僅被打昏、休克或其他的不能活動但能復(fù)活的微生物。圖1揭示了主反應(yīng)器21和分支反應(yīng)器22。在較小的裝置中，將僅使用反應(yīng)器21。在較大的裝置中，將僅使用反應(yīng)器22。他們合并在圖1中以顯示也可使用它們的組合。反應(yīng)器可自身具有獨立的相對濕度和流速控制裝置，這樣，每個反應(yīng)器作為獨立的光催化設(shè)備進(jìn)行運作?；蛘撸墒垢鞣磻?yīng)器適應(yīng)于它安裝在其內(nèi)的HVAC系統(tǒng)的相對濕度和流速控制，由此將HVAC系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成本發(fā)明的裝置。在這樣的情況下，反應(yīng)器將基本上由催化性插入物和用于照射其表面的UV光源組成。這些設(shè)備的光催化劑涂層表面積，最好調(diào)節(jié)至在HVAC系統(tǒng)的相對濕度和空氣流速的條件下，能提供與循環(huán)空氣的足夠接觸以將空氣中所含的至少一部分微生物殺滅。圖4、5和6揭示了在單個反應(yīng)器22內(nèi)的燈和催化劑位置的各種實施方式。圖中只示意地表示了UV燈24。可用任何常用的方式支承燈，使UV射線照射在它們的各自的催化表面上。圖4是矩形襯套催化性插入物29位于管道區(qū)段之內(nèi)的反應(yīng)器22。其內(nèi)表面涂布有數(shù)字31表示的TiO2。圖5是具有以下結(jié)構(gòu)的反應(yīng)器22催化性插入物為襯套29和29′，它們在管道之內(nèi)；在它們之間有一排(或幾排)UV燈24位于濾器/網(wǎng)格28的相反側(cè)。UV燈24橫放在管道內(nèi)。若合適，反應(yīng)器22的濾器/網(wǎng)格28可以是能捕捉生物氣溶膠的過濾介質(zhì)。最好在所有系統(tǒng)中使用這樣的過濾介質(zhì)，它將令空氣充分流動而沒有過大的壓力下降。能捕捉生物氣溶膠的濾器包括HEPA濾器、靜電濾器和微孔濾器。通過用光催化劑涂布迎著氣流的過濾介質(zhì)表面，在相對濕度能有效產(chǎn)生光催化氧化的條件下用UV光照射光催化劑將殺滅被濾器捕捉的生物氣溶膠中至少一部分微生物。這樣，使過濾介質(zhì)捕捉的氣溶膠得以凈化，從而延長濾器的有效壽命。圖6是具有以下結(jié)構(gòu)的反應(yīng)器22一系列細(xì)長的UV燈24橫放在管道內(nèi)，與過濾介質(zhì)催化性插入物28相鄰。圖9是反應(yīng)器的橫截面，它顯示了在催化性插入物的襯套29之內(nèi)，沿管道周界配置并與濾器28相鄰的UV燈24。本發(fā)明還提供這樣一種方法，在該方法中，通過用光催化劑涂料涂布管道內(nèi)壁，使管道區(qū)段產(chǎn)生涂布有光催化劑的表面。然后將UV燈安裝在管道中以照射涂布有光催化劑的管道內(nèi)壁。用于照射催化性插入物的UV燈裝置可以固定在管道壁上。圖18是固定在壁上的燈裝置128，鍍鋁的反射鏡122將燈124發(fā)出的UV光反射。圖19說明固定在壁上的裝置120與涂布有光催化劑的插入物126之間的關(guān)系。反應(yīng)器還可安裝在HVAC系統(tǒng)的空氣供應(yīng)調(diào)節(jié)器中。圖22和23顯示了適合這樣的安裝的單元的細(xì)部。當(dāng)空氣從HVAC系統(tǒng)中流出時，它不直接進(jìn)入房間，而首先使其流過調(diào)節(jié)器210，用本發(fā)明的光催化消毒方法進(jìn)行處理。該單元基本上由催化性插入物212、UV光源224和空氣出口220組成?？墒褂脝蝹€或多個出口，這取決于所需的停留時間。催化性插入物的內(nèi)表面涂布有光催化劑。UV燈由電池或電源(未標(biāo)出)運行。調(diào)節(jié)器的UV燈224和催化性插入物212是可移動式的。圖4-6的反應(yīng)器中任何催化性插入物均適合與調(diào)節(jié)器210一起使用?？稍诠艿老到y(tǒng)之外獨立地采用本發(fā)明的要點。這樣的獨立單元80見圖7。該單元80包括具有進(jìn)口84和出口86的殼體82。處于進(jìn)口和出口之間的是容器88，它包括控制風(fēng)扇90、增濕器92、去濕器93、用于驅(qū)動風(fēng)扇48的風(fēng)扇馬達(dá)64和催化性插入物96，從一系列UV燈98發(fā)出的UV光即照射在催化性插入物96上?？諝馑俣葯z測器99確定氣流排送量。在殼體82上面有第二容器100，它是用來封閉微處理器102的。用于單元80的電源經(jīng)電線104和106通過控制處理器102供給至系統(tǒng)。若通過單元80外面的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)能確保適當(dāng)?shù)臐穸?，單?0可無需其自己的濕度控制系統(tǒng)進(jìn)行運轉(zhuǎn)?；蛘?，獨立單元可與增濕器或去濕器串聯(lián)起來進(jìn)行運轉(zhuǎn)而不偏離本發(fā)明的方法或設(shè)備。若在單元80的設(shè)計和建造中采用與殼體82的截面面積相配的恒定空氣流速風(fēng)扇48，以提供所需的空氣在催化劑上面流過的停留時間，獨立單元80還可在無空氣速度檢測器99的情況下進(jìn)行運轉(zhuǎn)。獨立單元80可由輪108支承，這樣，它可在室內(nèi)容易地移向最適合促進(jìn)氣流在整個房間中循環(huán)的位置。此外，可將獨立單元用作房間的排氣單元，在該單元中有人們希望經(jīng)處理后再排向大氣的有害煙氣。例如，在油漆車間或其他工廠中，可將獨立單元80安裝在屋頂或任何外墻上，或可以與室內(nèi)空調(diào)器相同的方式將其改裝成窗支承式的。不管怎樣，在將受污染的空氣排入大氣之前先將其凈化。獨立單元的控制和操作與前面描述的相同。當(dāng)接通電源后，風(fēng)扇48便將空氣抽入進(jìn)口84。顆粒預(yù)濾器是用來保持獨立單元的內(nèi)部不受污垢污染的，因為污垢會損害有涂層的網(wǎng)格96或有涂層的襯套(若襯套與網(wǎng)格組合使用的話)。顆粒預(yù)濾器可以是HEPA型的、靜電型的或其他市場上有售的裝置。與安裝在HVAC系統(tǒng)的管道中的裝置不同，顆粒預(yù)濾器可以與獨立單元一起使用，因為在這些獨立單元中，與預(yù)濾器相關(guān)的壓力下降是可以接受的。或者，若空氣中顆粒很少，也可省去預(yù)濾器。在風(fēng)扇開始旋轉(zhuǎn)時即同時照射UV光98。檢測器44將測量空氣速度，所得信息輸入至微處理器102。然后微處理器將調(diào)節(jié)風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)速度以確保通過涂布有TiO2的表面(不論是襯套還是網(wǎng)格)時受到UV光照射的空氣有適當(dāng)?shù)耐Ａ魰r間。在進(jìn)行上述操作的同時，用單元101監(jiān)測進(jìn)入的空氣的濕度，所得數(shù)據(jù)輸入微處理器中。若空氣濕度在40％以下，則濕潤裝置即增濕器92啟動，直至相對濕度達(dá)到50％。若空氣相對濕度在70％以上，則去濕器(此處利用了加熱盤管93)啟動，直至相對濕度降至50％。圖8是獨立單元的垂直的實施方式。這里，顆粒/氣溶膠濾器118將空氣預(yù)篩。一系列UV燈98位于與涂布有催化劑的襯套即表面100的對面。同樣，風(fēng)扇速度由接受來自檢測器44的輸入的微處理器通過馬達(dá)64進(jìn)行控制。濕度用與圖7中所述的相同方式進(jìn)行調(diào)節(jié)。如圖11和12中所示，可使本發(fā)明的獨立單元適合容納圖4-6的反應(yīng)器。圖11的基本獨立單元180包括具有進(jìn)口184和出口186的殼體182。處于進(jìn)口和出口之間的是容器188，它包括控制風(fēng)扇190和用于驅(qū)動風(fēng)扇148的風(fēng)扇馬達(dá)164。所述獨立單元在無空氣速度檢測器的情況下運轉(zhuǎn)，在該單元的設(shè)計和建造中改為采用與獨立單元殼體的截面面積相適應(yīng)的恒定空氣流速風(fēng)扇以提供所需的空氣在催化劑上面流過的停留時間。圖12是還包含增濕器192和去濕器194的獨立單元，旁流/分流器204由微處理器202控制。微處理器202控制旁流/分流器，根據(jù)由微處理器測得的進(jìn)氣濕度令進(jìn)氣進(jìn)入增濕器、去濕器或直接進(jìn)入容器188。UV燈裝置228照射容器188內(nèi)的催化性插入物212。圖6顯示了圖11、12和14中的UV燈裝置228，水平排列的UV燈224排列在用于插入圖14的蜂窩型結(jié)構(gòu)物的框架228上。圖15是用于反應(yīng)器的催化性插入物212，在該反應(yīng)器中，用位于插入物外部的UV燈裝置照射插入物。圖14是反應(yīng)器222，在該反應(yīng)器中，UV燈裝置228位于催化性插入物212之內(nèi)。如前面所指出的，圖11和12的獨立單元適合容納圖4-6的反應(yīng)器。圖13是因為加入了預(yù)濾器238而尤其適合與獨立單元一起使用的反應(yīng)器，包含預(yù)濾器238的該反應(yīng)器由于其所產(chǎn)生的壓力下降而不適合與大多數(shù)HVAC系統(tǒng)一起使用。該反應(yīng)器還包括催化性插入物212和涂布有光催化劑的后濾器230。后濾器可用活性炭或其他適合吸收VOC、異味等的材料涂布或浸漬。圖14是具有正方形空氣通道231的蜂窩型結(jié)構(gòu)的催化性插入物212和嵌入該催化性插入物之中的燈裝置228。這樣的插入物適合與圖11和12的獨立單元一起使用。圖17是另一種適合于圖11和12的獨立單元的催化性插入物。該催化性插入物212具有帶翼片的通道226，帶翼片的通道起增加催化表面積的作用，從而在相同空氣流速和可用總空間的條件下增加停留時間，圖17中的翼片226是矩形的，但它們可變形為任何結(jié)構(gòu)以控制每單位催化面積上的停留時間。圖20和21是其他用于圖11和12的獨立單元的圓形催化性插入物。在圖20中，催化性插入物212的褶狀表面251受到安裝在催化性插入物內(nèi)部的UV燈224的照射。若需要，可在催化性插入物周界或其他位置安裝另一些燈，只要這些燈發(fā)出的UV光入射在催化劑上即可。圖21的催化性插入物212中，塑料條253具有涂布有催化劑231的平面252。圖15是具有圓形或橢圓形空氣通道232的管狀結(jié)構(gòu)的催化性插入物212。該插入物不包含UV燈，供與圖11和12的獨立單元一起使用，在圖11和12的獨立單元中，UV燈裝置228位于涂布有光催化劑的插入物212外面的容器188中。下面的實施例進(jìn)一步描述本發(fā)明，但這些實施例不應(yīng)認(rèn)為是對本發(fā)明范圍的限定。所有的份數(shù)和百分比均以重量表示，除非另有說明，所有的溫度均以攝氏表示。實施例材料和方法進(jìn)行光解和光催化實驗以確定催化的UV照射對承載在空氣中的微生物的效果。通過試驗，找到了可在瓊脂平板上產(chǎn)生合適菌落數(shù)的粘質(zhì)沙雷氏菌的正確稀釋倍數(shù)。將20毫升稀釋過的粘質(zhì)沙雷氏菌培養(yǎng)液移至噴霧器中，噴霧器用99.999％純的壓縮氮氣操作，壓強為30-40磅/英寸2。實驗裝置由反應(yīng)器試驗區(qū)段、循環(huán)管道和送風(fēng)機組成。管道最初4英尺的橫截面是矩形。該區(qū)段與噴霧器連接，其中的一個噴霧器含稀釋過的粘質(zhì)沙雷氏菌培養(yǎng)液，而另一個含純凈的去離子水。確定通過噴霧器的合適的空氣流率，以使氣溶膠不落在管道表面。將熱電偶和壓力計接口與該區(qū)段連接，以分別測量進(jìn)入反應(yīng)器之前的氣流溫度和在通過反應(yīng)器時的壓力下降量。裝置的第二區(qū)段由反應(yīng)器區(qū)域組成，在該區(qū)段，內(nèi)置了24支UV燈和一個與氣流成垂直方向的涂布有二氧化鈦的Fiberglass濾器。該區(qū)段長32英寸，截面面積為400英寸2。所用的UV燈是低壓汞燈(SouthernNewEnglandRPR-3500A型)，輸入能量為14瓦。每個燈發(fā)出約1.5瓦的UV射線，射線波長主要在350nm。UV光是通過在不同距離放置與UV燈成垂直方向的Eppley輻射計(TUVR型)而測得的。在離反應(yīng)器一英尺的地方采取空氣試樣。用牢固地放置在架子上的4個培養(yǎng)平板在30秒鐘時間里捕捉活微生物。將熱電偶與該區(qū)段連接以測量溫度。管道的循環(huán)區(qū)段由直徑為1英尺的圓形管道組成。將濕度探頭與該區(qū)段連接以測量氣流的相對濕度。裝置的最后部分是送風(fēng)機，它與圓形橫截面的管道和矩形橫截面的管道連接。循環(huán)試驗裝置的總長度為29.5英尺。用平板計數(shù)用瓊脂制備培養(yǎng)平板，選擇平板計數(shù)用瓊脂是因為它含海藻提取物，并添加了一些營養(yǎng)素，滿足粘質(zhì)沙雷氏菌生長的營養(yǎng)要求。培養(yǎng)平板的制備方法為用電子稱稱取足以配成半升溶液的瓊脂粉末。將瓊脂粉末(11.75g)傾入含500mL去離子水的燒瓶中。用磁力攪拌器和加熱器將溶液混合和加熱10-15分鐘。待瓊脂粉末完全溶解后，用鋁箔覆蓋燒瓶以防止其受空氣污染，將燒瓶放入高壓蒸汽滅菌器中，殺菌30分鐘。殺菌后，讓瓊脂在50℃的水浴中冷卻10分鐘。在使用之前用異丙醇清洗過的層流凈化罩中用無菌技術(shù)將瓊脂傾入培替氏培養(yǎng)皿中。將500mL瓊脂傾入若干個培替氏培養(yǎng)皿中，讓其完全覆蓋培養(yǎng)皿底部。讓培養(yǎng)皿在無菌罩中凝結(jié)24小時，成為凝膠，然后將培養(yǎng)皿倒置地儲藏在冷藏庫中以防止冷凝液與瓊脂接觸。在48小時內(nèi)使用瓊脂平板以防止低水平污染。在標(biāo)準(zhǔn)的16×25×2英寸的Fiberglass空調(diào)用濾器上涂布TiO2，制備涂布有二氧化鈦的Fiberglass濾器。所用的TiO2(DegussaP25)主要是銳鈦礦，BET表面積為50m2/g，平均粒徑為21nm。將50克TiO2粉末與去離子水混合，配制成TiO2稠料漿。將含稠TiO2料漿的燒瓶放置在磁力攪拌器上，使TiO2溶液充分混合。用泡沫刷將TiO2涂布在濾器的兩側(cè)。讓濾器干燥6小時，然后再在濾器上涂布一層TiO2。待濾器完全干燥和TiO2粘牢后，將濾器放置在循環(huán)管道中。將在適當(dāng)位置上放置有具有TiO2涂層的濾器的反應(yīng)器表示為結(jié)構(gòu)A。用表面具有涂層的反應(yīng)器結(jié)構(gòu)(結(jié)構(gòu)B)代替Fiberglass濾器結(jié)構(gòu)(結(jié)構(gòu)A)進(jìn)行了若干實驗。使用表面有涂層的反應(yīng)器是為了增加反應(yīng)面積。涂布有TiO2的面積約為720英寸2。管道的涂布方法為按上述方法制備TiO2料漿，用泡沫刷將TiO2料漿涂布在管道表面上。用空氣加熱槍干燥表面。8小時后，再次涂布表面并用空氣加熱槍干燥。測定相對濕度和UV強度參數(shù)以確定殺滅細(xì)菌的最佳條件。濕度的變化范圍在30-85％RH之間，UV強度的變化范圍在20-100W/m2之間。在濕度實驗中，將去離子水成霧狀噴入管道中，增加空氣濕度。將管道內(nèi)氣流恒定地保持在74英尺/分，UV恒定地保持在100W/m2。將濕度探頭(Mamac濕度傳感器)與管道連接以監(jiān)測管道內(nèi)氣流的相對濕度(RH)。將以二氧化硅為基的干燥劑材料放置在管道內(nèi)以在需要時降低濕度。打開送風(fēng)機，讓其在培養(yǎng)液霧化之前穩(wěn)定10-20分鐘。在采取最初的試樣之前，令噴霧器中所有液體細(xì)菌培養(yǎng)液完全霧化和穩(wěn)定。采取最初的試樣之后，打開UV燈，記錄最初的溫度和濕度數(shù)據(jù)。每隔預(yù)定的時間用瓊脂平板收集4個試樣。將瓊脂平板在受污染的氣流下暴露30秒鐘以收集細(xì)菌。將在上述時間間隔中收集的試樣保持在較無菌的環(huán)境中以避免在實驗過程中被污染。實驗結(jié)束后，將試樣在溫度為30℃的細(xì)菌培養(yǎng)器中倒置地放置24小時進(jìn)行培養(yǎng)。24小時培養(yǎng)結(jié)束后，用帶放大鏡和格子線的菌落計數(shù)器對細(xì)菌菌落計數(shù)，菌落計數(shù)器帶放大鏡和格子線是為了有利于對細(xì)菌菌落精確計數(shù)。待實驗結(jié)束后，清洗管道以避免污染。用噴霧器將甲醛溶液成霧狀噴入管道中凈化管道。令送風(fēng)機在不透氣的管道中運轉(zhuǎn)2小時。該過程結(jié)束后，在開始下一組實驗之前，讓管道頂部在外部空氣下暴露12小時。實施例1相對濕度的影響在相對濕度為30％、50％和85％的條件下進(jìn)行光解(僅UV、無TiO2)和光催化實驗。圖24-26分別說明在30％RH、50％RH和85％RH的條件下粘質(zhì)沙雷氏菌通過光解和光催化被殺滅的情況。在30％RH的條件下，在光解與光催化之間未觀察到顯著的差異，微生物未被完全殺滅。這可能是由于沒有足夠的H2O將必需的羥基和過氧化物轉(zhuǎn)移給細(xì)菌所致。在30％RH的條件下，可以推斷出，細(xì)菌被殺滅大部分是由于UV光子攻擊細(xì)菌(光解)所致。在50％RH的條件下，光解和光催化的最初3小時的殺滅率相同；但3小時后，光催化的殺滅率大很多，其結(jié)果，細(xì)菌在約13小時內(nèi)滅活。將RH進(jìn)一步增大至85％以確定進(jìn)一步增加水汽是否能提高殺滅率。但RH的增大并未提高殺滅率。一個可能的解釋是，高濕度可能招致微生物復(fù)活。在30％、50％和85％RH的條件下光催化效力的比較見圖27。細(xì)菌殺滅的數(shù)值見下面的表在各種濕度條件下的估計致死劑量光解實驗</tables>用結(jié)構(gòu)A進(jìn)行的光催化實驗</tables>用結(jié)構(gòu)B進(jìn)行的光催化實驗</tables>注1.劑量＝UV強度·時間2.虛線表示未出現(xiàn)100％殺滅的情況如上面的表中所示，用結(jié)構(gòu)B重復(fù)濕度實驗。由于該結(jié)構(gòu)中光催化表面積較大，達(dá)到所示殺滅水平所需的UV能劑量較小。在任何RH水平，均未能通過單獨使用光解而實現(xiàn)100％殺滅細(xì)菌。在結(jié)構(gòu)A和B中，均僅在50％RH水平實現(xiàn)了100％殺滅細(xì)菌。在結(jié)構(gòu)A和30％RH或85％RH的條件下或者在結(jié)構(gòu)B和30％RH的條件下均未能實現(xiàn)100％殺滅細(xì)菌。對在50％RH條件下的結(jié)構(gòu)A與結(jié)構(gòu)B以及光解(僅UV)的比較結(jié)果見圖28。實施例2UV強度的影響在前述強度水平進(jìn)行光催化實驗。RH保持在50％，空氣流速為74英尺/分。結(jié)果見圖29。這些結(jié)果表明，UV強度越大，殺滅率越高。用100W/m2照射8小時后，光催化殺滅率開始穩(wěn)定。至于較低的強度，殺滅率在照射6小時之后實際提高。這可能表明經(jīng)過照射，細(xì)菌變得衰弱，6小時后，即使在較低的照射水平也變得易受光子和羥基攻擊。因而，在UV照射下二氧化鈦提高了微生物的殺滅率，在50％RH，殺滅率為100％。在低RH(30％)，二氧化鈦并不促進(jìn)細(xì)菌殺滅率的提高。在較高的RH(85％)，仍有10％的生物活下來。前述實施例和優(yōu)選實施方式的描述應(yīng)理解為是對權(quán)利要求書所定義的本發(fā)明的說明而非限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易地意識到，可利用本發(fā)明的上述特征進(jìn)行各種變化和組合而不偏離權(quán)利要求書所定義的本發(fā)明的范圍和實質(zhì)。所有這些變化將被認(rèn)為包括在下面的權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。工業(yè)上的可應(yīng)用性本發(fā)明的設(shè)備可用于對被微生物污染的建筑物和建筑物通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行去毒。權(quán)利要求1.對含微生物的空氣流進(jìn)行消毒的方法，它包括提供相對濕度在約40％以上、含微生物的空氣流；使上述氣流與涂布在可捕捉生物氣溶膠的過濾介質(zhì)(28)的上游表面上的、具有預(yù)定帶隙能量的光催化劑在具有相應(yīng)于光催化劑帶隙能量的波長的光子源(24)的存在下接觸，其特征在于，上述氣流中的至少一部分微生物由于光催化氧化反應(yīng)而被殺滅。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括控制所述氣流流速的步驟，以使微生物完全殺滅。3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述相對濕度在約40-70％之間。4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述相對濕度約為50％。5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述光催化劑是一種半導(dǎo)體。6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述半導(dǎo)體是TiO2。7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述光子源(24)包含波長在約300-400nm之間的UV光。8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述過濾介質(zhì)(28)位于與所述氣流的流動方向成橫向的位置。9.對一定數(shù)量含微生物的空氣進(jìn)行消毒的設(shè)備，它包括涂布在過濾介質(zhì)(28)上游表面上的具有預(yù)定帶隙能量的光催化劑，所述過濾介質(zhì)(28)可捕捉生物氣溶膠，處于與所述空氣接觸的位置；用具有相應(yīng)于所述光催化劑帶隙能量的波長的光子源(24)照射所述涂布有光催化劑的過濾介質(zhì)的裝置；使所述空氣與所述涂布有光催化劑的過濾介質(zhì)接觸的裝置(65)；將所述空氣的相對濕度維持在約40％以上的裝置(50)，其特征在于，當(dāng)用所述光子源(24)照射所述涂布有光催化劑的過濾介質(zhì)時，所述空氣與所述光催化劑接觸后空氣中的至少一部分微生物即由于光催化氧化而被殺滅。10.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，還包括控制所述空氣流速的裝置(62)，這樣，所述空氣在光催化劑上面停留的時間足以有效地完全殺滅空氣中的微生物。11.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，所述光催化劑是一種半導(dǎo)體。12.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于，所述半導(dǎo)體是TiO2。13.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，還包括含所述涂布有光催化劑的過濾介質(zhì)(28)的HEPA濾器。14.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，還包括含所述過濾介質(zhì)(28)的微孔濾器。15.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，所述光子源(24)包含波長在約300-400nm之間的UV光。16.對含微生物的空氣進(jìn)行消毒的設(shè)備，它包括管道(18)，空氣通過那里移動；送風(fēng)機(65)，它與管道連接，使空氣通過管道移動；光催化劑，它具有預(yù)定的帶隙能量，位于所述管道(18)中，在與所述空氣接觸的、可捕捉生物氣溶膠的過濾介質(zhì)(28)的上游表面上；燈(24)，它位于與所述光催化劑足夠近的地方，用具有相應(yīng)于所述光催化劑帶隙能量的波長的光子源照射所述光催化劑；濕度控制器(50)，它適合將所述管道(18)中的空氣相對濕度調(diào)節(jié)在約40％以上，其特征在于，當(dāng)用所述燈(24)發(fā)出的光子源照射所述光催化劑時，所述空氣與光催化劑接觸后，空氣中的至少一部分微生物即由于光催化氧化而被殺滅。17.如權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其特征在于，所述濕度控制器(50)適合將所述所述管道(18)中的空氣相對濕度調(diào)節(jié)在可有效地完全殺滅所述微生物的范圍內(nèi)。18.如權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其特征在于，所述濕度控制器(50)適合將所述管道中的空氣相對濕度保持在約40-70％之間。19.如權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其特征在于，所述光催化劑是一種半導(dǎo)體。20.如權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其特征在于，所述半導(dǎo)體是TiO2。21.如權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其特征在于，還包括含所述涂布有光催化劑的過濾介質(zhì)(28)的HEPA濾器。22.如權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其特征在于，還包括含所述涂布有光催化劑的過濾介質(zhì)(28)的微孔濾器。23.如權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其特征在于，所述光催化劑還涂布在所述管道(18)的至少一個內(nèi)壁上。24.如權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其特征在于，所述光催化劑還涂布在插入在所述管道(18)中的襯套(29)的至少一個內(nèi)壁上。25.如權(quán)利要求24所述的設(shè)備，其特征在于，所述管道襯套(18)的至少一個內(nèi)壁(31)具有固定在其表面、涂布有所述光催化劑的翼片(226)，從而可增加所述管道襯套(29)的涂布有光催化劑的表面積。26.如權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其特征在于，所述光子源(24)包含波長在約300-400nm之間的UV光。27.如權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其特征在于，還包括位于所述管道(18)中的濕度檢測器(52)。28.如權(quán)利要求27所述的設(shè)備，其特征在于，還包括微處理器(62)，它適合根據(jù)從所述濕度檢測器(52)收到的信息對所述濕度控制器(50)進(jìn)行控制。29.如權(quán)利要求28所述的設(shè)備，其特征在于，還包括位于所述管道(18)中的空氣速度檢測器(44)，其中，所述微處理器(62)還適合根據(jù)從所述空氣速度檢測器(44)收到的信息對所述送風(fēng)機(65)的速度進(jìn)行控制。30.如權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其特征在于，還包括位于所述管道(18)中的空氣速度檢測器(44)。31.如權(quán)利要求30所述的設(shè)備，其特征在于，還包括微處理器(62)，它適合根據(jù)從所述空氣速度檢測器(44)收到的信息對所述送風(fēng)機(65)的速度進(jìn)行控制。32.如權(quán)利要求31所述的設(shè)備，其特征在于，還包括位于所述管道(18)中的濕度探頭(52)，其中所述微處理器(62)還適合根據(jù)從所述濕度探頭(52)收到的信息對所述濕度控制器(50)進(jìn)行控制。33.如權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其特征在于，還包括微處理器(62)，它適合控制所述濕度控制器(50)。34.如權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其特征在于，還包括微處理器(62)，它適合控制所述送風(fēng)機(65)的速度。35.如權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其特征在于，所述管道(18)是加熱、通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的一部分。36.如權(quán)利要求35所述的設(shè)備，其特征在于，所述送風(fēng)機(65)是加熱、通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的一部分。37.如權(quán)利要求35所述的設(shè)備，其特征在于，所述濕度控制器(50)是加熱、通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的一部分。38.如權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其特征在于，還包括在所述光催化劑(230)下游的過濾介質(zhì)，它與通過所述管道(18)移動的空氣接觸，可吸附選自揮發(fā)性有機污染物和/或異味。39.對含微生物的空氣進(jìn)行消毒的設(shè)備，它包括光催化劑，它具有預(yù)定的帶隙能量，涂布在可捕捉生物氣溶膠的過濾介質(zhì)(28)的上游表面上，位于與通過那里移動的空氣接觸的加熱、通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的空氣供應(yīng)調(diào)節(jié)器(210)中；燈(24)，它位于與所述光催化劑足夠近的地方，用具有相應(yīng)于所述光催化劑帶隙能量的波長的光子源照射所述光催化劑；其特征在于，所述加熱、通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)具有送風(fēng)機(65)和濕度控制器(50)，所述送風(fēng)機(65)使空氣移動通過所述空氣供應(yīng)調(diào)節(jié)器(210)，所述濕度控制器(50)適合將所述加熱、通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的空氣相對濕度調(diào)節(jié)在約40％以上，這樣，當(dāng)用所述光子源(24)照射所述光催化劑時，所述空氣與光催化劑接觸后，空氣中的至少一部分微生物即由于光催化氧化而被殺滅。40.如權(quán)利要求39所述的設(shè)備，其特征在于，所述濕度控制器(50)適合將所述加熱、通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的空氣相對濕度保持在約40-70％之間。41.如權(quán)利要求39所述的設(shè)備，其特征在于，所述光催化劑是一種半導(dǎo)體。42.如權(quán)利要求41所述的設(shè)備，其特征在于，所述半導(dǎo)體是TiO2。43.如權(quán)利要求39所述的設(shè)備，其特征在于，還包括含所述過濾介質(zhì)(28)的HEPA濾器。44.如權(quán)利要求39所述的設(shè)備，其特征在于，還包括含所述過濾介質(zhì)(28)的微孔濾器。45.如權(quán)利要求39所述的設(shè)備，其特征在于，所述光催化劑還涂布在插入在所述調(diào)節(jié)器(210)中的襯套(29)的至少一個內(nèi)表面(31)上。46.如權(quán)利要求45所述的設(shè)備，其特征在于，所述襯套(29)的至少一個內(nèi)表面(31)具有固定在其表面、涂布有所述光催化劑的翼片(226)，從而可增加所述襯套(29)的涂布有光催化劑的表面積。47.如權(quán)利要求39所述的設(shè)備，其特征在于，所述光子源(24)包含波長在約300-400nm之間的UV光。48.如權(quán)利要求39所述的設(shè)備，其特征在于，還包括在所述光催化劑(230)下游的過濾介質(zhì)，它與通過所述管道(18)移動的空氣接觸，可吸附揮發(fā)性有機污染物和/或異味。49.一種可捕捉生物氣溶膠的過濾介質(zhì)(28)，其特征在于，具有與含微生物的氣流接觸的上游表面，其中所述過濾介質(zhì)(28)的上游表面涂布有光催化劑。50.如權(quán)利要求49所述的過濾介質(zhì)(28)，其特征在于，所述光催化劑是一種半導(dǎo)體。51.如權(quán)利要求50所述的過濾介質(zhì)(28)，其特征在于，所述半導(dǎo)體是TiO2。52.一種HEPA濾器，其特征在于，具有權(quán)利要求49所述的過濾介質(zhì)(28)。53.一種微孔濾器，其特征在于，具有權(quán)利要求49所述的過濾介質(zhì)(28)。54.對含微生物的空氣進(jìn)行消毒的獨立設(shè)備(80)，它包括容器(88)，空氣移動通過該容器；送風(fēng)機(90)，它與所述容器(88)連接，使空氣移動通過該容器；光催化劑，它具有預(yù)定的帶隙能量，涂布在可捕捉生物氣溶膠的過濾介質(zhì)(28)的上游表面上，位于所述容器(88)中，與通過那里的空氣接觸；燈(24)，它具有相應(yīng)于所述光催化劑帶隙能量的波長的光子源，用來照射所述光催化劑；濕度控制器(92)，它適合將所述容器(88)中的空氣相對濕度保持在約40％以上，其特征在于，當(dāng)用所述光子源(24)照射所述光催化劑時，所述空氣與光催化劑接觸后，空氣中的至少一部分微生物即由于光催化氧化而被殺滅。55.如權(quán)利要求54所述的設(shè)備(80)，其特征在于，所述濕度控制器(92)適合將所述容器(88)中的空氣相對濕度保持在約40％以上。56.如權(quán)利要求54所述的設(shè)備(80)，其特征在于，所述光催化劑是一種半導(dǎo)體。57.如權(quán)利要求56所述的設(shè)備(80)，其特征在于，所述半導(dǎo)體是TiO2。58.如權(quán)利要求54所述的設(shè)備(80)，其特征在于，還包括含所述過濾介質(zhì)(28)的HEPA濾器。59.如權(quán)利要求54所述的設(shè)備(80)，其特征在于，還包括含所述過濾介質(zhì)(28)的微孔濾器。60.如權(quán)利要求54所述的設(shè)備(80)，其特征在于，所述光催化劑還涂布在所述容器(88)的至少一個內(nèi)表面上。61.如權(quán)利要求54所述的設(shè)備(80)，其特征在于，所述光催化劑還涂布在插入在所述容器(88)中的襯套(212)的至少一個內(nèi)表面上。62.如權(quán)利要求61所述的設(shè)備(80)，其特征在于，所述襯套(212)的至少一個內(nèi)表面(31)具有固定在其表面、涂布有所述光催化劑的翼片(226)，從而可增加所述襯套(212)的涂布有光催化劑的表面積。63.如權(quán)利要求54所述的設(shè)備(80)，其特征在于，所述光子源(24)包含波長在約300-400nm之間的UV光。64.如權(quán)利要求54所述的設(shè)備(80)，其特征在于，還包括位于所述容器(88)中的空氣速度檢測器(99)。65.如權(quán)利要求54所述的設(shè)備(80)，其特征在于，還包括微處理器(102)，它適合根據(jù)從所述空氣速度檢測器(99)收到的信息對所述送風(fēng)機(90)的速度進(jìn)行控制。66.如權(quán)利要求65所述的設(shè)備(80)，其特征在于，還包括位于所述容器(88)中的濕度探頭(101)，其中，所述微處理器(102)還適合根據(jù)從所述濕度探頭(101)收到的信息對所述濕度控制器(92)進(jìn)行控制。67.如權(quán)利要求54所述的設(shè)備，其特征在于，還具有位于所述容器(88)中的濕度探頭(101)。68.如權(quán)利要求67所述的設(shè)備，其特征在于，還包括微處理器(102)，它適合根據(jù)從所述濕度探頭(101)收到的信息對所述濕度控制器(92)進(jìn)行控制。69.如權(quán)利要求54所述的設(shè)備，其特征在于，還包括微處理器(102)，它適合控制所述濕度控制器(90)。70.如權(quán)利要求54所述的設(shè)備，其特征在于，還包括微處理器(102)，它適合控制所述送風(fēng)機(90)的速度。71.如權(quán)利要求54所述的設(shè)備，其特征在于，還包括在所述光催化劑(230)的下游的過濾介質(zhì)，它與通過所述容器(88)的空氣接觸并能吸附揮發(fā)性有機污染物和/或異味。全文摘要一種對含微生物的空氣流進(jìn)行消毒的方法,它包括下述步驟:提供相對濕度在約40%以上、含微生物的氣流;使上述氣流與涂布在能捕捉生物氣溶膠的過濾介質(zhì)(28)的上游表面上、具有預(yù)定帶隙能量的光催化劑在具有相應(yīng)于光催化劑帶隙能量的波長的光子源(24)的存在下接觸,這樣,通過光催化氧化將氣流中的至少一部分微生物殺滅。本文揭示了實施本發(fā)明方法的設(shè)備,例如單機設(shè)備(80)和在建筑物的HVAC系統(tǒng)中采用的設(shè)備,它包括空氣供應(yīng)調(diào)節(jié)器(210)。還揭示了可捕捉生物氣溶膠、涂布有光催化劑的過濾介質(zhì)(28)。文檔編號F24F3/12GK1198679SQ96197457公開日1998年11月11日申請日期1996年9月5日優(yōu)先權(quán)日1995年9月6日發(fā)明者D·Y·戈斯瓦密申請人:宇宙航空技術(shù)股份有限公司