CN101104133A - 一种空气净化方法及其装置 - Google Patents

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CN101104133A CNA200610089697XA CN200610089697A CN101104133A CN 101104133 A CN101104133 A CN 101104133A CN A200610089697X A CNA200610089697X A CN A200610089697XA CN 200610089697 A CN200610089697 A CN 200610089697A CN 101104133 A CN101104133 A CN 101104133A
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air purification
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air
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张旭庆
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Abstract

本发明涉及一种空气净化方法及其装置。本发明提供一种空气净化方法,是使气流穿过附着有光触媒溶液的网状载体。本发明还提供上述空气净化方法所用的装置,所述装置为由亚过滤***、光触媒吸附催化***和活性碳过滤***组成的一个仓体;所述仓体设置有进风口和出风口;所述的光触媒吸附催化***由液体箱、紫外光源、液体循环***组装而成,所述紫外光源装配于液体箱内。使用本发明所提供的空气净化方法及其装置,可以利用光触媒溶液进行空气净化,有效清除空气中的有机污染物,并且实现光触媒溶液的循环往复利用。

Description

一种空气净化方法及其装置
技术领域
本发明涉及一种空气净化方法及其装置。
背景技术
现在对空气净化技术大多还停留在简单的过滤技术上,只是对粉尘及悬浮物进行过滤,对有机物污染不能起到净化作用。随着人们环保意识的增强,人们对空气质量的要求越来越高,这就要求我们提供一种能有效清除空气有机污染的技术。
当前,最有希望的清除空气有机物污染的技术就是光触媒技术。光触媒[Photocatalyst]是光[Photo=Light]+触媒(催化剂)[catalyst]的合成词。光触媒是一种以纳米级二氧化钛为代表的具有光催化功能的光半导体材料的总称,是当前国际上治理室内环境污染的最理想材料。
光触媒在光的照射下,会产生类似光合作用的光催化反应,产生出氧化能力极强的自由氢氧基和活性氧,具有很强的光氧化还原功能,可氧化分解各种有机化合物和部分无机物,能破坏细菌的细胞膜和固化病毒的蛋白质,可杀来细菌和分解有机污染物,把有机污染物分解成无污染的水和二氧化碳,因而具有极强的杀菌、除臭、防霉、防污自洁、净化空气功能。
光触媒的特性为利用空气中的氧分子及水分子将所接触的有机物转换为二氧化碳跟水,自身不起变化,却可以促进化学反应的物质,理论上有效期非常长久,维护费用低。同时,二氧化钛本身无毒无害,已广泛用于食品、医药、化妆品等各种领域。
光触媒反应的研究始于上个世纪50年代,当时是为了解决由于无机化合物导致的光分解反应即由染料导致的涂料老化这一古老的问题而展开的。长期以来,光触媒反应一直作为一种负面因素,研究工作都努力围绕着如何抑制光触媒反应而展开的。直到70年代末才开始积极利用光触媒反应来处理有害化学物以及进行环境净化等方面的研究,目前许多的研究人员已报告了对使用传统活性污泥法很难处理的含氯有机物、农药、二恶英等将近100多种物质进行分解和无害化处理的实验结果。与活性污泥法等利用微生物方法相比,光触媒法具有不用精确调节pH值和温度并处理简单等优点。
当前的光触媒产品是把光触媒喷涂到载体表面直接使用或者喷涂后进一步烧结后使用,普遍存在光触媒利用率不高的问题,其主要原因之一就是现有光触媒产品的反应表面积不够大,对污染物的吸附能力不够强。如何提高光触媒的性能,增大反应的表面积,增强光触媒产品对污染物的吸附能力和实现光触媒的循环利用是当前光触媒产品的研究热点。
光触媒溶液与光触媒固体颗粒比起来,其利用效率和可循环利用率都有了很大程度的提高。因为缺乏合适的设备和方法,光触媒溶液一直没能应用于空气净化领域。
发明内容
为了解决空气净化中有机污染物难以清除以及光触媒利用率较低的问题,本发明提供一种空气净化方法及其装置。
本发明的技术方案如下:
本发明提供一种空气净化方法,是使气流穿过附着有光触媒溶液的网状载体。
所述网状载体上附着的光触媒溶液是循环流动的。
所述光触媒溶液是指纳米级二氧化钛的水溶液。
所述空气净化方法包括三个步骤:亚高效过滤、光触媒吸附催化和活性碳吸附;所述亚高效过滤是指通过设置不同规格的滤膜,对空气中的悬浮颗粒物进行过滤;所述的光触媒吸附催化是指利用光触媒吸附空气中的有机污染物,然后在紫外线照射下对所吸附的有机污染物进行光催化反应;所述活性碳过滤是指利用活性碳的强吸附能力,对空气中的异味进行吸附。
本发明还提供一种上述空气净化方法所用的装置,由液体箱、紫外光源、液体循环***组装而成;所述紫外光源装配于液体箱内;所述液体循环***由液体输送泵、液体喷淋箱和光触媒承载网(光触媒溶液的网状载体)组成,液体喷淋箱位于液体箱的上方,进水口与液体输送泵的出水口相连,液体输送泵的进水口位于液体箱内,承载网位于液体箱上方,上下方向放置,承载网上缘位于液体喷淋箱喷淋口下方。
本发明还提供另一种上述空气净化方法所用的装置,由液体箱、紫外光源、液体循环***组装而成;所述紫外光源装配于液体箱内;所述液体循环***由轮体和光触媒承载网(光触媒溶液的网状载体)组成,所述轮体至少两个,一个位于液体箱内,一个位于液体箱上方,所述轮体中至少一个为主动轮,所述光触媒承载网为连接各轮体的闭合环形网格带体。
所述网状载体为多层网格带体,所述光触媒承载网的网格密度为0.1-10mm,网载厚度为0.5-50mm。
所述液体箱内还装配有液体搅拌动力装置。
所述的亚高效过滤***是指一组密集纤维状层叠形连体纸制滤膜结构,所述活性碳过滤***是指一组由活性碳材料制成的过滤组件。
本发明所实现的技术效果如下:
使用本发明所提供的空气净化方法及其装置,可以利用光触媒溶液进行空气净化,有效清除空气中的有机污染物,并且实现光触媒溶液的循环往复利用。
附图说明
图1:用于空气净化的装置1,标记如下:
1.亚高效过滤***;
2.光触媒吸附催化***;
3.活性碳过滤***;
4.进风口;
5.出风口。
图2:用于空气净化的装置2,标记如下:
6.液体箱;
7.主动轮;
8.从动轮;
9.光触媒承载网;
10.紫外光源;
11.液体搅拌动力装置。
图3:用于空气净化的装置3,标记如下:
12.液体箱;
13.液体输送泵;
14.液体喷淋箱;
15.光触媒承载网;
16.喷淋口;
17.紫外光源;
18.液体搅拌动力装置。
具体实施方式
实施例1:
本实施例所采用的用于空气净化装置如图1所示,为由亚高效过滤***1、光触媒吸附催化***2和活性碳过滤***3组成的一个仓体;所述仓体设置有进风口4和出风口5;所述亚高效过滤***1、光触媒吸附催化***2和活性碳过滤***3在仓体内,由进风口4到出风口5依次固定排列;所述的光触媒吸附催化***2由液体箱、紫外光源、液体循环***组装而成,所述紫外光源装配于液体箱内。
本实施例所采用的用于空气净化装置的光触媒吸附催化***结构如图2所示。
所述用于空气净化的装置的光触媒吸附催化***由液体箱、紫外光源、液体循环***组装而成,所述紫外光源装配于液体箱内,所述液体循环***由轮体和光触媒承载网组成,所述轮体至少两个,一个位于液体箱内,一个位于液体箱上方,所述轮体中至少一个为主动轮,所述光触媒承载网为连接各轮体的闭合环形网格带体。
所述液体箱内还装配有液体循环搅拌装置。
所述光触媒承载网为多层网格带体。
所述光触媒承载网网格密度为0.1-10mm,网载厚度为0.5-50mm。
光触媒为钛白水性胶体购买于苏州三环技贸有限公司,倒在液体箱6内,紫外光源10和液体搅拌动力装置11位于液体箱6内光触媒溶液液面下,液体循环***由主动轮7和从动轮8以及光触媒承载网9组成,从动轮8位于液体箱6内液面以下,传动带9连接两个轮体7和8,并在主动轮7的带动下往复循环,液体箱6内的光触媒溶液吸附在传动带9上被带出液体箱1,与空气充分接触后返回液体箱6。通过光触媒承载网9的往复循环,附着其上的光触媒溶液也不断更新,从而有效保证了光触媒对空气中有机污染物的吸附效率。附着在光触媒承载网9上的光触媒在充分吸附了空气中有机污染物后,被光触媒承载网重新传送到液体箱6内,在紫外光源10的照射下,对所吸附的有机污染物进行光催化反应。液体箱1内的液体搅拌动力装置11带动液体箱6内的光触媒溶液不断流动,从而有效提高了紫外光的利用效率和光触媒的光催化效率。
所述的亚高效过滤***是指一组密集纤维状层叠形连体纸制滤膜结构,设置于进风口和光触媒吸附催化***之间的位置,用于对空气中悬浮颗粒物进行过滤。
所述活性碳过滤***是指一组由活性碳材料制成的过滤组件,光触媒吸附催化***与出风口之间设置一个专用空间,放置活性碳,用于对异味的吸附。
本发明所提供的空气净化方法的包括三个步骤:亚高效过滤、光触媒吸附催化和活性碳吸附。
所述亚高效过滤是指通过设置不同规格的滤膜,对空气中的悬浮颗粒物进行过滤。
所述的光触媒吸附催化是指利用光触媒吸附空气中的有机污染物,然后在紫外线照射下对所吸附的有机污染物进行光催化反应。
所述活性碳过滤是指利用活性碳的强吸附能力,对空气中的异味进行吸附。
本发明所实现的技术效果如下:
使用本发明所提供的用于光触媒溶液空气净化的装置,可以利用光触媒溶液进行空气净化,有效清除空气中的有机污染物,并实现了光触媒溶液的循环往复利用。
本实施例所提供的用于空气净化的装置清除甲醛的使用效果验证如下:
在空气循环动力***引导下,含甲醛的气流穿过本实施例所提供的用于光触媒溶液空气净化的装置的光触媒承载网,分别在不同时间,测定测试气体中的甲醛浓度,通过数据的比较,测定本实施例所采用的用于光触媒溶液空气净化的装置清除甲醛的效果。测定数据如下(用同一光触媒溶液先后进行三次试验,甲醛的起始浓度分别为0.83、0.85、0.82mg/m3):
测量时间(分钟)     第一次试验     第二次试验     第三次试验
甲醛浓度 清除效率 甲醛浓度 清除效率 甲醛浓度 清除效率
(mg/m3)   (%)   (mg/m3)   (%)   (mg/m3)   (%)
  10   0.68   18.07   0.70   17.64   0.68   17.07
  60   0.32   61.44   0.29   65.88   0.30   63.14
  120   0.17   79.51   0.16   81.17   0.15   80.04
  180   0.11   86.74   0.11   87.05   0.10   87.80
  240   0.07   91.56   0.07   91.76   0.08   90.24
  300   0.04   95.18   0.05   94.11   0.04   95.12
  360   0.03   96.63   0.03   96.64   0.03   96.34
由测试数据可以看出,在重复利用以后,光触媒溶液吸附降解空气中有机物的能力并没有降低。
实施例2:
本发明提供的用于空气净化的装置如图2所示,由液体箱、紫外光源、液体循环***组装而成,所述紫外光源装配于液体箱内,所述液体循环***由轮体和光触媒承载网组成,所述轮体至少两个,一个位于液体箱内,一个位于液体箱上方,所述轮体中至少一个为主动轮,所述光触媒承载网为连接各轮体的闭合环形网格带体。
所述光触媒承载网为多层网格带体。
所述光触媒承载网网格密度为0.1-10mm,网载厚度为0.5-50mm。
光触媒溶液倒在液体箱6内,紫外光源10位于液体箱6内光触媒溶液液面下,液体循环***由主动轮7和从动轮8以及光触媒承载网9组成,从动轮8位于液体箱6内液面以下,传动带9连接两个轮体7和8,并在主动轮7的带动下往复循环,液体箱6内的光触媒溶液吸附在传动带9上被带出液体箱,与空气充分接触。通过传动带9的往复循环,附着其上的光触媒溶液也不断更新,从而有效保证了光触媒对空气中有机污染物的吸附效率。附着在光触媒承载网9上的光触媒在充分吸附了空气中有机污染物后,被光触媒承载网4重新传送到液体箱6内,在紫外光源5的照射下,对所吸附的有机污染物进行光催化反应。
与实施例1所采用的用于光触媒溶液空气净化的装置不同,本实施例所采用的用于光触媒溶液空气净化的装置在液体箱内未设置液体搅拌动力装置。
本发明所实现的技术效果如下:
使用本发明所提供的用于光触媒溶液空气净化的装置,可以利用光触媒溶液进行空气净化,有效清除空气中的有机污染物,并且实现了光触媒溶液的循环往复利用。
本实施例所提供的用于光触媒溶液空气净化的装置清除甲醛的使用效果验证如下:
在空气循环动力***引导下,含甲醛的气流穿过本实施例所提供的用于光触媒溶液空气净化的装置的光触媒承载网,分别在不同时间,测定测试气体中的甲醛浓度,通过数据的比较,测定本实施例所采用的用于光触媒溶液空气净化的装置清除甲醛的效果。测定数测定数据如下(用同一光触媒溶液先后进行三次试验,,甲醛的起始浓度分别为0.83、0.85、0.82mg/m3):
测量时间(分钟)     第一次试验     第二次试验     第三次试验
甲醛浓度(mg/m3)  清除效率(%) 甲醛浓度(mg/m3) 清除效率(%) 甲醛浓度(mg/m3) 清除效率(%)
  10   0.68   18.07   0.78   8.2   0.78   4.9
  60   0.32   61.44   0.39   54.1   0.45   45.1
  120   0.17   79.51   0.25   70.6   0.29   64.6
  180   0.11   86.74   0.19   77.6   0.20   75.6
  240   0.07   91.56   0.12   85.9   0.14   82.9
  300   0.04   95.18   0.10   88.2   0.12   85.4
  360   0.03   96.63   0.07   91.8   0.11   86.6
由测试数据可以看出,在重复利用以后,光触媒溶液吸附降解空气中有机物的能力虽有所降低,但仍表现出了良好的清除有机物的效果。
实施例3:
本实施例所采用的用于空气净化装置如图1所示,为由亚高效过滤***1、光触媒吸附催化***2和活性碳过滤***3组成的一个仓体;所述仓体设置有进风口4和出风口5;所述亚高效过滤***1、光触媒吸附催化***2和活性碳过滤***3在仓体内,由进风口4到出风口5依次固定排列;所述的光触媒吸附催化***2由液体箱、紫外光源、液体循环***组装而成,所述紫外光源装配于液体箱内。
本实施例所采用的用于空气净化装置的光触媒吸附催化***结构如图3所示。
本所述用于空气净化的装置的光触媒吸附催化***由液体箱、紫外光源、液体循环***组装而成,所述紫外光源装配于液体箱内,所述液体循环***由液体输送泵、液体喷淋箱和光触媒承载网组成,液体喷淋箱位于液体箱的上方,进水口与液体输送泵的出水口相连,液体输送泵的进水口位于液体箱内,承载网位于液体箱上方,竖直放置,承载网上缘位于液体喷淋箱喷淋口下方。
所述液体箱内还装配有液体搅拌动力装置。
所述光触媒承载网为多层网格带体。
所述光触媒承载网网格密度为0.1-10mm,网载厚度为0.5-50mm。
光触媒为钛白水性胶体购买于苏州三环技贸有限公司,倒在液体箱12内,紫外光源17和液体搅拌动力装置18位于液体箱1内光触媒溶液液面下。液体箱12内的光触媒溶液在液体输送泵13的动力作用下,被输送到液体箱上方的液体喷淋箱14内,然后由液体喷淋箱的喷淋口16喷淋到其下方的光触媒承载网15的上缘,喷淋到光触媒承载网15上的光触媒溶液在重力作用下回流到下方的液体箱12内,循环往复。附着于光触媒载体网15的光触媒溶液的不断更新,有效保证了光触媒对空气中有机污染物的吸附效率。由光触媒承载网15回流到液体箱内的光触媒,在紫外光源17的照射下,对所吸附的有机污染物进行光催化反应。液体箱内的液体搅拌动力装置18带动液体箱内的光触媒溶液不断流动,从而有效提高了紫外光的利用效率和光触媒的光催化效率。
所述的亚高效过滤***是指一组密集纤维状纸制滤膜结构,设置于进风口和光触媒吸附催化***之间的位置,用于对空气中悬浮颗粒物进行过滤。
所述的活性碳过滤***是指在本发明所提供的用于空气净化的装置中,光触媒吸附催化***与出风口之间设置一个专用空间,放置活性碳,用于对异味的吸附。
本发明所提供的空气净化方法的包括三个步骤:亚高效过滤、光触媒吸附催化和活性碳吸附。
所述亚高效过滤是指通过设置不同规格的滤膜,对空气中的悬浮颗粒物进行过滤。
所述的光触媒吸附催化是指利用光触媒吸附空气中的有机污染物,然后在紫外线照射下对所吸附的有机污染物进行光催化反应。
所述活性碳过滤是指利用活性碳的强吸附能力,对空气中的异味进行吸附。
本发明所实现的技术效果如下:
使用本发明所提供的用于光触媒溶液空气净化的装置,可以利用光触媒溶液进行空气净化,有效清除空气中的有机污染物,并且实现光触媒溶液的循环往复利用。
本实施例所提供的用于光触媒溶液空气净化的装置清除甲醛的使用效果验证如下:
在空气循环动力***引导下,含甲醛的气流穿过本实施例所提供的用于光触媒溶液空气净化的装置的光触媒承载网,分别在不同时间,测定测试气体中的甲醛浓度,通过数据的比较,测定本实施例所采用的用于光触媒溶液空气净化的装置清除甲醛的效果。测定数据如下(用同一光触媒溶液先后进行三次试验,甲醛的起始浓度分别为0.83、0.85、0.82mg/m3):
测量时间(分钟)     第一次试验     第二次试验     第三次试验
甲醛浓度(mg/m3) 清除效率(%) 甲醛浓度(mg/m3) 清除效率(%) 甲醛浓度(mg/m3) 清除效率(%)
  10   0.69   16.87   0.71   16.47   0.68   17.07
  60   0.32   61.44   0.29   65.88   0.30   63.14
  120   0.17   79.51   0.17   80.00   0.15   80.04
  180   0.11   86.74   0.11   87.05   0.10   87.80
  240   0.08   90.37   0.07   91.76   0.07   91.46
  300   0.04   95.18   0.05   94.12   0.04   95.12
  360   0.03   96.63   0.03   96.64   0.03   96.34
由测试数据可以看出,在重复利用以后,光触媒溶液吸附降解空气中有机物的能力并没有降低。
实施例4:
本发明提供的用于空气净化的装置如图3所示,由液体箱、紫外光源、液体循环***组装而成,所述紫外光源装配于液体箱内,所述液体循环***由液体输送泵、液体喷淋箱和光触媒承载网组成,液体喷淋箱位于液体箱的上方,进水口与液体输送泵的出水口相连,液体输送泵的进水口位于液体箱内,承载网位于液体箱上方,上下方向放置,承载网上缘位于液体喷淋箱喷淋口下方。
所述光触媒承载网为多层网格带体。
所述光触媒承载网网格密度为0.1-10mm,网载厚度为0.5-50mm。
本实施例所采用的用于光触媒溶液空气净化装置与实施例3所采用的用于光触媒溶液空气净化装置的区别在于,本实施例所采用的用于光触媒溶液空气净化装置在液体箱内未设置液体搅拌动力装置,而是将液体泵放置与液体箱内与光触媒溶液载体所对端的另一端,从而使液体箱内的光触媒溶液直接形成流动性循环。
光触媒溶液倒在液体箱12内,紫外光源17位于液体箱12内光触媒溶液液面下。液体箱内的光触媒溶液在液体输送泵13的动力作用下,被输送到液体箱上方的液体喷淋箱14内,然后由液体喷淋箱的喷淋口16喷淋到其下方的光触媒承载网15的上缘,喷淋到光触媒承载网上的光触媒溶液在重力作用下回流到下方的液体箱12内,循环往复。附着于光触媒载体网的光触媒溶液的不断更新,有效保证了光触媒对空气中有机污染物的吸附效率。由光触媒承载网会流到液体箱内的光触媒,在紫外光源6的照射下,对所吸附的有机污染物进行光催化反应。
本实用新型所实现的技术效果如下:
使用本实用新型所提供的用于光触媒溶液空气净化的装置,可以利用光触媒溶液进行空气净化,有效清除空气中的有机污染物,并且实现了光触媒溶液的循环往复利用。
本实施例所提供的用于光触媒溶液空气净化的装置清除甲醛的使用效果验证如下:
在空气循环动力***引导下,含甲醛的气流穿过本实施例所提供的用于光触媒溶液空气净化的装置的光触媒承载网,分别在不同时间,测定测试气体中的甲醛浓度,通过数据的比较,测定本实施例所采用的用于光触媒溶液空气净化的装置清除甲醛的效果。测定数测定数据如下(用同一光触媒溶液先后进行三次试验,,甲醛的起始浓度分别为0.83、0.85、0.82mg/m3):
测量时间(分钟)     第一次试验     第二次试验     第三次试验
甲醛浓度(mg/m3) 清除效率(%) 甲醛浓度(mg/m3) 清除效率(%) 甲醛浓度(mg/m3) 清除效率(%)
  10   0.68   18.07   0.70   17.64   0.68   17.07
  60   0.32   61.44   0.29   65.88   0.30   63.14
  120   0.17   79.51   0.16   81.17   0.15   80.04
  180   0.11   86.74   0.11   87.05   0.11   86.59
  240   0.08   90.36   0.08   90.59   0.08   90.24
  300   0.04   95.18   0.05   94.11   0.04   95.12
  360   0.03   96.63   0.03   96.47   0.04   95.12

Claims (10)

1.一种空气净化方法,其特征在于,所述空气净化方法是使气流穿过附着有光触媒溶液的网状载体。
2.根据权利要求1所述的空气净化方法,其特征在于,所述网状载体上附着的光触媒溶液是循环流动的。
3.根据权利要求1所述的空气净化方法,其特征在于,所述光触媒溶液是指纳米级二氧化钛的水溶液。
4.根据权利要求1所述的空气净化方法,其特征在于,所述空气净化方法包括三个步骤:亚高效过滤、光触媒吸附催化和活性碳吸附;所述亚高效过滤是指通过设置不同规格的滤膜,对空气中的悬浮颗粒物进行过滤;所述的光触媒吸附催化是指利用光触媒吸附空气中的有机污染物,然后在紫外线照射下对所吸附的有机污染物进行光催化反应;所述活性碳过滤是指利用活性碳的强吸附能力,对空气中的异味进行吸附。
5.用于权利要求1所述的空气净化方法的装置,其特征在于,所述用于上述空气净化方法的装置由液体箱、紫外光源、液体循环***组装而成;所述紫外光源装配于液体箱内;所述液体循环***由液体输送泵、液体喷淋箱和光触媒承载网组成,液体喷淋箱位于液体箱的上方,进水口与液体输送泵的出水口相连,液体输送泵的进水口位于液体箱内,承载网位于液体箱上方,上下方向放置,承载网上缘位于液体喷淋箱喷淋口下方。
6.用于权利要求1所述空气净化方法的装置,其特征在于,所述用于上述空气净化方法的装置由液体箱、紫外光源、液体循环***组装而成;所述紫外光源装配于液体箱内;所述液体循环***由轮体和光触媒承载网组成,所述轮体至少两个,一个位于液体箱内,一个位于液体箱上方,所述轮体中至少一个为主动轮,所述光触媒承载网为连接各轮体的闭合环形网格带体。
7.根据权利要求5或6任意一项所述的用于空气净化方法的装置,其特征在于,所述光触媒承载网为多层网格带体。
8.根据权利要求5或6任意一项所述的用于空气净化方法的装置,其特征在于,所述液体箱内还装配有液体搅拌动力装置。
9.根据权利要求5或6任意一项所述的用于空气净化方法的装置,其特征在于,所述装置还装配有亚高效过滤***和活性碳过滤***,并由亚高效过滤***、权利要求6或7任意一项所述的用于空气净化方法的装置和活性碳过滤***组成一个仓体;所述仓体设置有进风口和出风口。
10.根据权利要求5所述的用于空气净化方法的装置,其特征在于,所述的亚高效过滤***是指一组密集纤维状层叠形连体纸制滤膜结构,所述活性碳过滤***是指一组由活性碳材料制成的过滤组件。
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