本發(fā)明屬于空氣凈化裝置，具體為一種基于半導(dǎo)體電解催化法的空氣凈化裝置及其凈化方法。

背景技術(shù)：

由于某些半導(dǎo)體材料有良好的光化學(xué)特性和活潑的電化學(xué)行為，近年來，利用半導(dǎo)體材料制成電極在有機(jī)廢水中的研究應(yīng)用已引起眾多研究者的重視。半導(dǎo)體催化材料在電場中有“空穴”效應(yīng)，即半導(dǎo)體處于一定強(qiáng)度的電場時(shí)，其價(jià)帶電子會(huì)越過禁帶進(jìn)入導(dǎo)帶，同時(shí)在價(jià)帶上形成電激空穴，空穴有很強(qiáng)的俘獲電子的能力，可以奪取半導(dǎo)體顆粒表面的有機(jī)物或溶劑中的電子發(fā)生氧化還原反應(yīng)。在水溶液發(fā)生的電催化氧化反應(yīng)中，水分子在半導(dǎo)體表面失去電子生成強(qiáng)氧化性的?OH，同時(shí)半導(dǎo)體催化劑和電極產(chǎn)生的H₂O₂等活性氧化物質(zhì)也起協(xié)同作用，因此，在電催化反應(yīng)體系中存在多種產(chǎn)生強(qiáng)氧化因子的途徑，能有效地提高了催化降解的效率。在半導(dǎo)體電催化反應(yīng)中，電壓和電流強(qiáng)度都要達(dá)到一定的值。一般來說，隨著外加電壓的升高，體系產(chǎn)生?OH的速率增大，有機(jī)物的去除效率提高；但也有研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)外加電壓達(dá)到一定值時(shí)，進(jìn)一步升高電壓會(huì)抑制自由基的生成，降低了催化效率。

半導(dǎo)體電催化法在有機(jī)廢水處理中的研究，主要以在摻雜半導(dǎo)體電極和納米半導(dǎo)體材料電極作為陽極產(chǎn)生?OH處理有機(jī)廢水。采用摻銻的SnO₂粉制成的半導(dǎo)體電極，研究了含酚廢水的電催化降解反應(yīng)，對(duì)酚的降解率達(dá)90%。羥基自由基(?OH)是一種重要的活性氧，從分子式上看是由氫氧根（OH-）失去一個(gè)電子形成。羥基自由基具有極強(qiáng)的得電子能力也就是氧化能力，氧化電位2.8eV。是自然界中僅次于氟的氧化劑。電生羥基自由基的應(yīng)用：近年來，濃度高且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的有機(jī)廢水不斷出現(xiàn)，如何有效地去除這些難降解的有機(jī)廢水已經(jīng)成為水處理的熱點(diǎn)問題。羥基自由基（?OH）因其有極高的氧化電位（2.80eV），其氧化能力極強(qiáng)，與大多數(shù)有機(jī)污染物都可以發(fā)生快速的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，無選擇性地把有害物質(zhì)氧化成CO₂、H₂O或礦物鹽，無二次污染；目前國內(nèi)外有不少研究者進(jìn)行利用?OH處理有機(jī)廢水的研究。產(chǎn)生?OH的途徑較多，主要有Fenton法、氧化絮凝法、臭氧法、超聲降解法和光催化法；近年來應(yīng)用電化學(xué)法產(chǎn)生?OH處理有機(jī)廢水獲得了較大的進(jìn)展，在降解和脫色上卓有成效。下面就對(duì)電生?OH的途徑及其在有機(jī)廢水處理中應(yīng)用的最新進(jìn)展進(jìn)行評(píng)述。

室內(nèi)空氣除去甲醛的方法：方法一：最常用的方法開窗通風(fēng)可以促進(jìn)室內(nèi)外空氣流通，使室內(nèi)污染排除到室外。這是裝修后除甲醛必要的一個(gè)步驟。優(yōu)點(diǎn)在于省錢又環(huán)保；不足是難于根除甲醛，受天氣溫度的影響較大，無法保證隨時(shí)都能開窗通風(fēng)，因此往往需要其他方法配合，輔助除甲醛。方法二：光觸媒分解法：光觸媒是一種催化劑，在光的作用下可以使甲醛、甲苯、TVOC等有害有機(jī)物分解成無害氣體，從而達(dá)到除甲醛的目的。光觸媒本身為無害物質(zhì)，其分解產(chǎn)物也沒有危害，是一種優(yōu)良的除甲醛材料。光觸媒木質(zhì)精油、皮革除甲醛護(hù)理液等產(chǎn)品在除甲醛的同時(shí)，還有養(yǎng)護(hù)地板、家具皮革的效果。光觸媒需要在有光的條件下才能發(fā)生反應(yīng)，因?yàn)槭褂霉庥|媒的時(shí)候光照越充足效果越好，類似原理的空氣凈化器有之；方法三：瑪雅藍(lán)、活性炭等天然材料具有多孔隙結(jié)構(gòu)，這些孔隙恰好略大于甲醛、甲苯等有害氣體分子?，斞潘{(lán)又具有弱電性能將這些分子牢牢鎖住，防止其逃回到室內(nèi)空氣中。這種方法可以全天候保護(hù)家庭，不足在于活性炭吸附量有限，使用壽命短；而瑪雅藍(lán)的價(jià)格略高。方法四：植物吸收法：綠蘿、蘆薈、仙人掌、吊蘭等植物能夠吸收甲醛，這種說法是缺少根據(jù)的。實(shí)驗(yàn)表明，甲醛對(duì)植物是有危害的，甲醛會(huì)與植物的細(xì)胞發(fā)生反應(yīng)，破壞植物組織，這些甲醛被誤認(rèn)為是植物吸收了。而且，這些與植物發(fā)生反應(yīng)的甲醛的量也是非常有限的，并不足以使室內(nèi)的污染狀況得到明顯的改觀。方法五：土辦法：泡兩臉盆熱茶水，放入居室中，并開窗透氣。

現(xiàn)有技術(shù)中，有用羥基進(jìn)行空氣凈化的，但用的是二氧化鈦和紫外線產(chǎn)生的羥基，燈管壽命不長。傳統(tǒng)方式產(chǎn)生的羥基大多溶于水中，極少釋放到空氣中，與空氣中的污染物，例如甲醛、TVOC、臭味氣體，發(fā)生反應(yīng)?，F(xiàn)有技術(shù)中，采用光電催化，容易產(chǎn)生臭氧。以上這些方法都不能很好的對(duì)空氣進(jìn)行凈化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種基于半導(dǎo)體電解催化法的空氣凈化裝置，解決背景技術(shù)中的問題。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種基于半導(dǎo)體電解催化法的空氣凈化裝置，包括水箱、正極板、ABS隔板、反應(yīng)腔、控制板、電池、負(fù)極板，其特征在于，所述水箱下部設(shè)置有反應(yīng)腔，所述反應(yīng)腔內(nèi)設(shè)置有正極板、ABS隔板和負(fù)極板，所述正極板和負(fù)極板之間設(shè)置有ABS隔板，所述正極板與控制板之間通過導(dǎo)線連接，所述負(fù)極板與控制板之間通過導(dǎo)線連接，所述控制板通過導(dǎo)線與電池連接，所述正極板包括正極基板和正極鍍層，所述正極基板頂面和底面均設(shè)置有正極鍍層，所述正極鍍層上開設(shè)有正極網(wǎng)狀凹槽，所述正極板上開設(shè)有正極通孔，所述負(fù)極板包括負(fù)極基板和負(fù)極鍍層，所述負(fù)極基板頂面和底面均設(shè)置有負(fù)極鍍層，所述負(fù)極鍍層上開設(shè)有負(fù)極網(wǎng)狀凹槽，所述負(fù)極板上開設(shè)有負(fù)極通孔，所述正極基板為不銹鋼板、鈦板、鈦合金板中的一種，所述負(fù)極基板為不銹鋼板、鈦板、鈦合金板中的一種，所述負(fù)極鍍層和正極鍍層為半導(dǎo)體涂層，所述半導(dǎo)體涂層為氧化釕涂層，氧化銥涂層，氧化錫涂層，氧化鈷涂層中的一種或者多種。

本發(fā)明中，所述正極板的塊數(shù)為至少兩塊，所述負(fù)極板的塊數(shù)為至少兩塊。

本發(fā)明中，相鄰正極板和負(fù)極板之間的間隔為0.5-5㎜。

本發(fā)明中，所述ABS隔板的厚度為0.5-5㎜。

本發(fā)明中，所述電池包括電池正極和電池負(fù)極，所述電池正極與控制板通過導(dǎo)線連接，所述電池負(fù)極與控制板通過導(dǎo)線連接。

本發(fā)明中，所述反應(yīng)腔內(nèi)充滿有電解液，所述水箱內(nèi)充滿有電解液，所述電解液為水。

本發(fā)明中，控制板上設(shè)置有控制電路，所述控制電路以V為基準(zhǔn)電壓對(duì)正極板和負(fù)極板進(jìn)行充放電。

一種基于半導(dǎo)體電解催化法的空氣凈化方法：對(duì)控制板進(jìn)行通電，控制板內(nèi)的控制電路對(duì)正極板和負(fù)極板進(jìn)行充電，充電后，正極板和負(fù)極板將反應(yīng)腔內(nèi)的水進(jìn)行電解，電解時(shí)發(fā)生以下化學(xué)反應(yīng)：化學(xué)反應(yīng)式為：

H₂O=H⁺+OH^-

2H⁺-2e=H₂

OH^-+e=-OH

反應(yīng)后產(chǎn)生的H₂從水中溢出，同時(shí)將-OH這一帶電氧化因子團(tuán)帶到空氣中，與空氣中的有害氣體產(chǎn)生氧化反應(yīng)，凈化空氣。

有益效果：本發(fā)明電解反應(yīng)產(chǎn)生的帶電氧化因子團(tuán)，可以與甲醛等有害物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)；達(dá)到除害除臭的效果；能100%的去除室內(nèi)甲醛且無耗材。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明正極板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明正極板的另一結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明負(fù)極板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明負(fù)極板的另一結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。

參見圖1、圖2、圖3、圖4、圖5，一種基于半導(dǎo)體電解催化法的空氣凈化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖、一種基于半導(dǎo)體電解催化法的空氣凈化裝置正極板的結(jié)構(gòu)示意圖、一種基于半導(dǎo)體電解催化法的空氣凈化裝置正極板的另一結(jié)構(gòu)示意圖、一種基于半導(dǎo)體電解催化法的空氣凈化裝置負(fù)極板的結(jié)構(gòu)示意圖、一種基于半導(dǎo)體電解催化法的空氣凈化裝置負(fù)極板的另一結(jié)構(gòu)示意圖，一種基于半導(dǎo)體電解催化法的空氣凈化裝置，包括水箱1、正極板2、ABS隔板3、反應(yīng)腔4、控制板5、電池6、負(fù)極板7、所述水箱1下部設(shè)置有反應(yīng)腔4，所述反應(yīng)腔4內(nèi)設(shè)置有正極板2、ABS隔板3和負(fù)極板7，所述正極板2和負(fù)極板7之間設(shè)置有ABS隔板3，所述正極板2與控制板5之間通過導(dǎo)線連接，所述負(fù)極板7與控制板5之間通過導(dǎo)線連接，所述控制板5通過導(dǎo)線與電池6連接，所述正極板2包括正極基板23和正極鍍層24，所述正極基板23頂面和底面均設(shè)置有正極鍍層24，所述正極鍍層24上開設(shè)有正極網(wǎng)狀凹槽21，所述正極板2上開設(shè)有正極通孔22，所述負(fù)極板7包括負(fù)極基板73和負(fù)極鍍層74，所述負(fù)極基板73頂面和底面均設(shè)置有負(fù)極鍍層74，所述負(fù)極鍍層74上開設(shè)有負(fù)極網(wǎng)狀凹槽71，所述負(fù)極板7上開設(shè)有負(fù)極通孔72，所述正極基板23為不銹鋼板、鈦板、鈦合金板中的一種，所述負(fù)極基板73為不銹鋼板、鈦板、鈦合金板中的一種，所述負(fù)極鍍層74和正極鍍層24為半導(dǎo)體涂層，所述半導(dǎo)體涂層為氧化釕涂層，氧化銥涂層，氧化錫涂層，氧化鈷涂層中的一種或者多種。

本發(fā)明中，所述正極板2的塊數(shù)為至少兩塊，所述負(fù)極板7的塊數(shù)為至少兩塊。

本發(fā)明中，相鄰正極板2和負(fù)極板7之間的間隔為0.5-5㎜。

本發(fā)明中，所述ABS隔板3的厚度為0.5-5㎜。

本發(fā)明中，所述電池6包括電池正極61和電池負(fù)極62，所述電池正極61與控制板5通過導(dǎo)線連接，所述電池負(fù)極62與控制板5通過導(dǎo)線連接。

本發(fā)明中，所述反應(yīng)腔4內(nèi)充滿有電解液，所述水箱1內(nèi)充滿有電解液，所述電解液為水，

本發(fā)明中，控制板5上設(shè)置有控制電路，所述控制電路以11V為基準(zhǔn)電壓對(duì)正極板2和負(fù)極板7進(jìn)行充放電。

一種基于半導(dǎo)體電解催化法的空氣凈化方法：對(duì)控制板5進(jìn)行通電，控制板5內(nèi)的控制電路對(duì)正極板2和負(fù)極板7進(jìn)行充電，充電后，正極板2和負(fù)極板7將反應(yīng)腔4內(nèi)的水進(jìn)行電解，電解時(shí)發(fā)生以下化學(xué)反應(yīng)：化學(xué)反應(yīng)式為：

H₂O=H⁺+OH^-

2H⁺-2e=H₂

OH^-+e=-OH

反應(yīng)后產(chǎn)生的H₂從水中溢出，同時(shí)將-OH這一帶電氧化因子團(tuán)帶到空氣中，與空氣中的有害氣體產(chǎn)生氧化反應(yīng)，凈化空氣。在正極板2和負(fù)極板7開設(shè)通孔能便于透水透氣。正極板2和負(fù)極板7可以雙層或者多層嵌套疊加，以增加電解反應(yīng)的面積；提高帶電氧化因子團(tuán)的產(chǎn)生效率和濃度；該反應(yīng)實(shí)際為一種電子置換反應(yīng)；對(duì)電解液體的消耗不大；電解反應(yīng)產(chǎn)生的帶電氧化因子團(tuán)，可以與甲醛等有害物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)；達(dá)到除害除臭的效果；能100%的去除室內(nèi)甲醛且無耗材。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征及本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)，本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)，本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。