CN103990344B - 基于TiO2纳米流体的喷雾式PM2.5净化装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于TiO₂纳米流体的喷雾式PM2.5净化装置，包括鼓风机、进气管、水管、水泵、喷雾净化容器、第一顶盖、喷雾器、第一除雾隔网、连通管、旋转净化容器、气泡切割机、电动机、TiO₂纳米流体、排气管、负离子发生器、消音器、第二顶盖和第二除雾隔网；喷雾器位于喷雾净化容器内侧，第一除雾隔网固定连接在喷雾净化容器中；气泡切割机和第二除雾隔网位于旋转净化容器中，排气管设置第二顶盖中，排气管连通剪切净化器的内侧和外侧；电动机的传动轴穿过旋转净化容器的侧壁与气泡切割机连接；喷雾净化容器和旋转净化容器中均设有TiO₂纳米流体。该净化装置能够有效吸附空气中的PM2.5颗粒物。

Description

基于TiO2纳米流体的喷雾式PM2.5净化装置

技术领域

本发明属于空气净化技术领域，具体来说，涉及基于TiO₂纳米流体的喷雾式PM2.5净化装置，该净化装置尤其适用于空气中PM2.5粉尘、氮氧化物、芳烃和醛类等气体的净化。

背景技术

PM2.5指环境空气中空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物。它能较长时间悬浮于空气中，其在空气中含量浓度越高，就代表空气污染越严重。虽然PM2.5只是地球大气成分中含量很少的组分，但它对空气质量和能见度等有重要的影响。与较粗的大气颗粒物相比，PM2.5粒径小，面积大，活性强，易附带有毒、有害物质(例如，重金属、微生物等)，且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。研究表明，颗粒越小对人体健康的危害越大。PM2.5能飘到较远的地方，因此影响范围较大。PM2.5对人体健康的危害要更大，因为直径越小，进入呼吸道的部位越深。10μm直径的颗粒物通常沉积在上呼吸道，2μm以下的可深入到细支气管和肺泡。PM2.5进入人体到肺泡后，直接影响肺的通气功能，使机体容易处在缺氧状态。

目前PM2.5主要的应对措施主要分为以下三种：1)过滤法，包括空调、加湿器、空气清新器等，优点是明显降低PM2.5的浓度，缺点是滤膜需要清洗或更换。2)水吸附法。超声雾化器、室内水帘、水池、鱼缸等，能够吸收空气中的亲水性PM2.5，缺点是增加湿度，憎水性PM2.5不能有效去除。3)植物吸收法。植物叶片具有较大的表面积，能够吸收有害气体和吸附PM2.5，优点是能产生有利气体，缺点是吸收效率低，有些植物会产生有害气体。传统的空气净化器是利用固体(态)网格膜(即应用不同的网格膜/布)，采取“阻挡”、“隔离”、“吸收”等方法，滤除掉空气中的细微颗粒，达到“净化”空气的目的。实际上这种网格膜/布仅仅只对直径>3.0μm的颗粒物有效，可以将其“滤阻”在外，而对直径≤2.5μm的PM2.5颗粒过滤。现在国际上已有先进的高效净化器膜是HEPA/ULPA组合固态膜(硼硅纤维纸装膜)，但也只能滤阻部分的PM2.5细颗粒，对PM2.0以下的颗粒滤阻效果差，尤其是其功能衰减周期较快，一般只能一次性使用，从而使这种过滤器很难广泛应用、普惠大众。可以看出，现有涩北对于空气中的PM2.5净化都存在这一定的缺陷，研究低成本、高效的PM2.5净化装置是一项非常有意义的课题。

发明内容

技术问题：本发明所要解决的技术问题是：提供基于TiO₂纳米流体的喷雾式PM2.5净化装置，能够有效吸附空气中的PM2.5颗粒物。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种基于TiO₂纳米流体的喷雾式PM2.5净化装置，该净化装置包括鼓风机、进气管、水管、水泵、喷雾净化容器、第一顶盖、喷雾器、第一除雾隔网、连通管、旋转净化容器、气泡切割机、电动机、TiO₂纳米流体、排气管、负离子发生器、消音器、第二顶盖和第二除雾隔网；所述的鼓风机通过进气管连接在喷雾净化容器的底部，喷雾器位于喷雾净化容器内侧，水泵位于喷雾净化容器外侧，喷雾器的进水口通过水管与水泵的出水端连接，水泵的进水端通过水管与喷雾净化容器底部连通；第一顶盖固定连接在喷雾净化容器的顶端，第一除雾隔网固定连接在喷雾净化容器的内腔中，且第一除雾隔网位于第一顶盖和喷雾器之间；

连通管的一端位于喷雾净化容器中，且位于第一除雾隔网上方，连通管的另一端穿过第一顶盖，固定连接在旋转净化容器的底部；气泡切割机和第二除雾隔网分别位于旋转净化容器中，第二除雾隔网固定连接在旋转净化容器的内壁上，且第二除雾隔网位于气泡切割机上方，第二顶盖固定连接在旋转净化容器的顶端，排气管设置第二顶盖中，排气管连通剪切净化器的内侧和外侧；排气管上方依次安装有消音器和负离子发生器；电动机位于旋转净化容器的外侧，且电动机的传动轴穿过旋转净化容器的侧壁与气泡切割机连接；喷雾净化容器和旋转净化容器中均设有TiO₂纳米流体，且喷雾净化容器中的TiO₂纳米流体的液面位于喷雾器下方，旋转净化容器中的TiO₂纳米流体的液面位于气泡切割机顶面和第二除雾隔网之间。

进一步，所述的气泡切割机包括转轴和轴向切割网，转轴水平布设，轴向切割网固定连接在转轴上，轴向切割网与转轴相平行，轴向切割网由切割丝纵横交错布设而成。

进一步，所述的切割丝的直径为0.3—0.5mm，间距为0.5—1mm。

进一步，所述的第一顶盖和第二顶盖为整体件。

进一步，所述的喷雾净化容器和旋转净化容器的壁面均采用透光钢化玻璃制成。

进一步，所述的TiO₂纳米流体由锐钛型TiO₂球状纳米颗粒、分散剂、pH值调节剂和基液组成，分散剂为分子量为1000的聚乙二醇，pH值调节剂为NaOH粉末，基液为纯水，锐钛型TiO₂球状纳米颗粒占TiO₂纳米流体的质量分数为0.5％，分散剂占TiO₂纳米流体的质量分数为0.3％，NaOH占TiO₂纳米流体的质量分数为0.002％，余量为纯水。

进一步，所述的锐钛型TiO₂球状纳米颗粒的粒径为15nm。

进一步，所述的TiO₂纳米流体由以下步骤制备而成：

步骤10)首先向纯水中依次添加NaOH粉末、分子量为1000的聚乙二醇和锐钛型TiO2纳米颗粒，形成初始纳米流体，初始纳米流体中，锐钛型TiO2纳米颗粒在初始纳米流体中的质量分数为1％，NaOH在初始纳米流体中的质量分数为0.004％，分子量为1000的聚乙二醇在初始纳米流体中的质量分数为0.6％；

步骤20)利用恒温磁力搅拌器，在温度为20℃的环境下，搅拌步骤10)的初始纳米流体120分钟；

步骤30)在温度为20℃的超声水浴中，振荡步骤20)处理后的初始纳米流体30分钟，振荡频率为45kHz；

步骤40)利用紫外可见分光光度计，测量步骤30)振荡后的初始纳米流体的吸光度A_ini；

步骤50)将步骤30)振荡后的初始纳米流体静置24小时，该初始纳米流体分为上层未沉降的纳米流体和下层沉降的纳米颗粒，然后将上层未沉降的纳米流体分离出来；

步骤60)利用紫外可见分光光度计，测量步骤50)分离出来的纳米流体的吸光度A_af；

步骤70)使用纯水稀释步骤50)分离出来的纳米流体，稀释比例为：分离出来的纳米流体质量∶加入的纯水质量＝A_ini∶(2A_af-A_ini)，从而获得质量分数为0.5％的TiO₂纳米流体。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)能够有效吸附空气中的PM2.5颗粒物。在本发明中，TiO₂固体纳米粒子属于憎水性固体颗粒，通过PEG1000表面活性剂能很好分散与碱性溶液中。本发明可使得空气中的PM2.5在TiO₂纳米粒子强烈的吸附作用下，一起“溶”于碱性溶液，特别对于憎水性的PM2.5有较好的净化作用。

(2)本发明的TiO₂纳米流体由锐钛型TiO₂球状纳米颗粒、分散剂、pH值调节剂和基液组成。通过添加PEG1000分散剂和调节pH值，利用纳米流体相对于微米悬浮液的更稳定分散性，使得TiO₂纳米流体净化液能稳定存在，不易团聚，可长期使用。溶液中的NaOH可起到促进TiO2纳米粒子稳定分散，并能有效去除空气中包含二氧化碳、甲醛、硫化氢等酸性分子团的颗粒。同时，本发明所述的喷雾净化容器和旋转净化容器的壁面均采用透光钢化玻璃制，可有效利用TiO₂纳米粒子本身在光催化作用下具备的强烈的杀菌和净化空气作用。而TiO₂纳米流体呈白色，长时间使用吸附空气颗粒物和杂质后会变浑浊，可直观、有效地对TiO₂纳米流体进行更换。

(3)本发明利用纳米流体中纳米粒子的小尺寸效应和在液体中强烈的扩散能力，使得只需很少量的纳米粒子就能均匀、稳定的分布到整个液体中。PM2.5对于宏观来说非常微小，但是对于纳米粒子来说却是极大颗粒。本发明通过液膜净化和剪切净化过程使得液体和其中的TiO₂纳米粒子充分与空气中的PM2.5接触，使得亲水性PM2.5溶解于溶液中，而憎水性PM2.5则由于吸附了同样憎水性的TiO₂纳米粒子(TiO₂纳米粒子由于PEG1000分散剂的作用已能很好分散与碱性溶液中)，在TiO₂纳米粒子的带动下，使得憎水性PM2.5也能一起“溶”于碱性溶液。

(4)本发明在喷雾净化容器中设定了纳米流体喷雾器，使得TiO₂纳米流体雾化，使纳米流体充分与待净化的空气接触，纳米流体液滴能有效吸附空气中的颗粒物，而TiO₂金属氧化物密度较大，再加上喷雾净化容器顶部的第一除雾隔网，使得吸附空气中颗粒物后，能有效的沉降在液体中，并利用水泵循环使用。

(5)本发明在旋转净化容器中设定气泡切割机，使得气泡更有效地被切割成更小，并更好的“沐浴”与纳米流体中。电动机旋转使得纳米粒子进行高速的旋转，使得纳米粒子击穿气泡的能力加强，并使得纳米粒子于气泡中的PM2.5更好的接触吸附，能更好的“溶”于碱性基液中。

(6)本发明采用了喷雾净化容器和旋转净化容器两级净化，可使得体积相对较大的颗粒和包含二氧化碳、甲醛、硫化氢等酸性分子团的颗粒，以及硝酸盐、硫酸盐、铵盐、钠盐等易溶于水的颗粒可以很好地在喷雾净化容器内进行净化。非常细小的颗粒和憎水性颗粒则主要通过旋转净化容器内的纳米流体进行净化。由于喷雾净化容器内纳米流体使用量相对较少，可以有效避免较大的颗粒和包含二氧化碳、甲醛、硫化氢等酸性分子团的颗粒，以及硝酸盐、硫酸盐、铵盐、钠盐等对用量较大的旋转净化容器内纳米流体的影响，延长用量较大的旋转净化容器内纳米流体的使用时间，只需跟换喷雾净化容器内的少量纳米流体即可。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明提供的试验的比吸光度曲线图。

图中包括：鼓风机1、进气管2、水管3、水泵4、喷雾净化容器5、第一顶盖6、喷雾器7、第一除雾隔网8、连通管9、旋转净化容器10、气泡切割机11、电动机12、TiO₂纳米流体13、排气管14、消音器15、负离子发生器16、第二顶盖17和第二除雾隔网18。

具体实施方式

如图1所示，本发明的基于TiO₂纳米流体的喷雾式PM2.5净化装置，包括鼓风机1、进气管2、水管3、水泵4、喷雾净化容器5、第一顶盖6、喷雾器7、第一除雾隔网8、连通管9、旋转净化容器10、气泡切割机11、电动机12、TiO₂纳米流体13、排气管14、消音器15、负离子发生器16、第二顶盖17和第二除雾隔网18。鼓风机1通过进气管2连接在喷雾净化容器5的底部。喷雾器7位于喷雾净化容器5内侧。水泵4位于喷雾净化容器5外侧。喷雾器7的进水口通过水管3与水泵4的出水端连接。水泵4的进水端通过水管3与喷雾净化容器5底部连通。第一顶盖6固定连接在喷雾净化容器5的顶端。第一除雾隔网8固定连接在喷雾净化容器5的内腔中，且第一除雾隔网8位于第一顶盖6和喷雾器7之间。

连通管9的一端位于喷雾净化容器5中，且位于第一除雾隔网8上方。连通管9的另一端穿过第一顶盖6，固定连接在旋转净化容器10的底部。气泡切割机11和第二除雾隔网18分别位于旋转净化容器10中。第二除雾隔网18固定连接在旋转净化容器10的内壁上，且第二除雾隔网18位于气泡切割机11上方。第二顶盖17固定连接在旋转净化容器10的顶端。排气管14设置第二顶盖17中，排气管14连通剪切净化器11的内侧和外侧。排气管14上方依次安装有消音器15和负离子发生器16。消音器15位于排气管14和负离子发生器16之间。电动机12位于旋转净化容器10的外侧，且电动机12的传动轴穿过旋转净化容器10的侧壁与气泡切割机11连接。喷雾净化容器5和旋转净化容器10中均设有TiO₂纳米流体13，且喷雾净化容器5中的TiO₂纳米流体13的液面位于喷雾器7下方。旋转净化容器10中的TiO₂纳米流体13的液面位于气泡切割机11顶面和第二除雾隔网18之间。

进一步，所述的气泡切割机11包括转轴和轴向切割网，转轴水平布设，轴向切割网固定连接在转轴上，轴向切割网与转轴相平行，轴向切割网由切割丝纵横交错布设而成。

进一步，所述的切割丝的直径为0.3—0.5mm，间距为0.5—1mm。

进一步，所述的第一顶盖6和第二顶盖17为整体件。

进一步，所述的喷雾净化容器5和旋转净化容器10的壁面均采用透光钢化玻璃制成。本发明中喷雾净化容器5和旋转净化容器10的壁面均采用透光的钢化玻璃材质，可有效利用TiO₂的光催化杀菌作用，有效地增加对空气中污染物如氮氧化物、芳烃和醛类的分解效果。

上述结构的净化装置的工作过程如下：

待净化的空气由鼓风机1通过进气管2打入喷雾净化容器5底部，穿过位于喷雾净化容器5底部的TiO₂纳米流体后，与喷雾净化器2内部雾化的TiO₂纳米流体液滴充分接触，使TiO₂纳米流体充分与待净化的空气接触，使得TiO₂纳米流体液滴能有效吸附空气中的颗粒物，而TiO₂金属氧化物密度较大，再加上喷雾净化容器5雾化顶部的第一除雾隔网13，使得吸附空气中颗粒物后能有效的沉降在液体中，并利用水泵4循环使用。

在喷雾净化容器5的净化下，体积相对较大的颗粒和包含二氧化碳、甲醛、硫化氢等酸性分子团的颗粒，以及硝酸盐、硫酸盐、铵盐、钠盐等易溶于水的颗粒可以很好地“溶”于喷雾净化容器5的TiO₂纳米流体中。同时，空气中污染物如氮氧化物、芳烃和醛类等也可以在TiO₂纳米流体的光催化下分解和净化，而非常细小的颗粒和憎水性颗粒则主要通过旋转净化容器10内的纳米流体进行净化。

气体由喷雾净化容器5内出来后，通过连通管9进入旋转净化容器10中。在旋转净化容器10内气泡切割机11的切割作用下，气体被裂解为无数小气泡，且气泡能更有效地被切割成更小，更好的“沐浴”与TiO₂纳米流体中。电动机12旋转，带动气泡切割机11旋转，使得TiO₂纳米粒子进行高速的旋转流动，加强TiO₂纳米粒子击穿气泡的能力，并使得TiO₂纳米粒子和气泡中的PM2.5颗粒更好的接触吸附。对于常规尺寸来说，PM2.5由于非常微小难以捕捉，但对于TiO₂纳米颗粒来说，PM2.5属于体积很大的固体，TiO₂纳米粒子吸附着固体颗粒，并利用TiO₂纳米粒子吸附分散剂后的亲水作用，使得PM2.5能更好的一起“溶”于碱性基液中。

经过喷雾净化容器5和旋转净化容器10两级净化后的空气，经过第二除雾隔网18后进入排气管14中，并流经消音器15和负离子发生器16后，排到容器外侧，完成整个净化过程。

为了克服现有空气净化设备难以去除PM2.5、滤膜需要经常跟换、而且难以去除憎水性PM2.5等缺陷，本发明的基于TiO₂纳米流体的喷雾式PM2.5净化装置，利用纳米流体相对于微米悬浮液的更稳定分散性能，使得TiO₂纳米流体净化液能稳定存在，不易团聚，可长期使用。利用TiO₂纳米流体中纳米粒子的小尺寸效应和在液体中强烈的扩散能力，使得只需很少量的纳米粒子就能均匀、稳定的分布到整个液体中。

在本发明中，所述的TiO₂纳米流体13由锐钛型TiO₂球状纳米颗粒、分散剂、pH值调节剂和基液组成，分散剂为分子量为1000的聚乙二醇(PEG1000)，pH值调节剂为NaOH粉末，基液为纯水，锐钛型TiO₂球状纳米颗粒占TiO₂纳米流体13的质量分数为0.5％，分散剂占TiO₂纳米流体13的质量分数为0.3％，NaOH占TiO₂纳米流体13的质量分数为0.002％，余量为纯水。作为优选，所述的锐钛型TiO₂球状纳米颗粒的粒径为15nm。

该TiO₂纳米流体的制备方法，包括以下步骤：

步骤10)首先向纯水中依次添加NaOH粉末、PEG1000和锐钛型TiO2纳米颗粒，形成初始纳米流体，初始纳米流体中，锐钛型TiO2纳米颗粒的质量分数为1％，NaOH质量分数为0.004％，PEG1000质量分数为0.6％；

步骤20)利用恒温磁力搅拌器，在温度为20℃的环境下，搅拌步骤10)的初始纳米流体120分钟；

步骤30)在温度为20℃的超声水浴中，振荡步骤20)处理后的初始纳米流体30分钟，振荡频率为45kHz；

步骤40)利用紫外可见分光光度计，测量步骤30)振荡后的初始纳米流体的吸光度A_ini；

步骤50)将步骤30)振荡后的初始纳米流体静置24小时，该初始纳米流体分为上层未沉降的纳米流体和下层沉降的纳米颗粒，然后将上层未沉降的纳米流体分离出来；

步骤60)利用紫外可见分光光度计，测量步骤50)分离出来的纳米流体的吸光度A_af；

步骤70)使用纯水稀释步骤50)分离出来的纳米流体，稀释比例为：分离出来的纳米流体质量∶加入的纯水质量＝A_ini∶(2A_af-A_ini)，从而获得质量分数为0.5％的TiO₂纳米流体。

通过以上步骤制备的TiO₂纳米流体具备更好的分散稳定性。将上述方法制备的TiO₂纳米流体，和现有方法制备的TiO₂纳米流体进行分散稳定性比较。现有方法包括：(a)直接向纯水中添加TiO₂纳米粒子，并搅拌均匀，TiO₂纳米粒子占整个溶液的质量分数为0.5％。(b)直接向纯水中添加TiO₂纳米粒子和氢氧化钠粉末，并搅拌均匀，TiO₂纳米粒子占整个溶液的质量分数为0.5％，氢氧化钠占整个溶液的质量分数为0.002％。(c)直接向纯水中添加TiO₂纳米粒子和PEG1000，并搅拌均匀，TiO₂纳米粒子占整个溶液的质量分数为0.5％，PEG1000占整个溶液的质量分数为0.3％。(d)直接向纯水中添加TiO₂纳米粒子、氢氧化钠粉末和PEG1000，并搅拌均匀，TiO₂纳米粒子占整个溶液的质量分数为0.5％，氢氧化钠占整个溶液的质量分数为0.002％，PEG1000占整个溶液的质量分数为0.3％。

将上述各种方法制备的TiO₂纳米流体静置24小时后，进行吸光度的对比。由于吸光度是与纳米流体中颗粒含量成正比，吸光度越大，其静置后仍然稳定分散和悬浮的纳米粒子比重也就越大，纳米流体分散也就越稳定。

实验结果如图2所示。在图2中，上述方法(a)的吸光度约为0.75，方法(b)的吸光度约为1.75，方法(c)的吸光度约为2.6，方法(d)的吸光度约为3.1，而本发明的方法的吸光度约为3.7。因此，本发明的方法制备的TiO₂纳米流体比起其他方法获得的纳米流体，其分散性和稳定性更好，可更有效地利用纳米粒子的微运动和强吸附能力来净化空气，还能有效延长纳米流体的使用周期。

Claims (7)

1.一种基于TiO₂纳米流体的喷雾式PM2.5净化装置，其特征在于，该净化装置包括鼓风机(1)、进气管(2)、水管(3)、水泵(4)、喷雾净化容器(5)、第一顶盖(6)、喷雾器(7)、第一除雾隔网(8)、连通管(9)、旋转净化容器(10)、气泡切割机(11)、电动机(12)、TiO₂纳米流体(13)、排气管(14)、负离子发生器(16)、消音器(15)、第二顶盖(17)和第二除雾隔网(18)；

所述的鼓风机(1)通过进气管(2)连接在喷雾净化容器(5)的底部，喷雾器(7)位于喷雾净化容器(5)内侧，水泵(4)位于喷雾净化容器(5)外侧，喷雾器(7)的进水口通过水管(3)与水泵(4)的出水端连接，水泵(4)的进水端通过水管(3)与喷雾净化容器(5)底部连通；第一顶盖(6)固定连接在喷雾净化容器(5)的顶端，第一除雾隔网(8)固定连接在喷雾净化容器(5)的内腔中，且第一除雾隔网(8)位于第一顶盖(6)和喷雾器(7)之间；

连通管(9)的一端位于喷雾净化容器(5)中，且位于第一除雾隔网(8)上方，连通管(9)的另一端穿过第一顶盖(6)，固定连接在旋转净化容器(10)的底部；气泡切割机(11)和第二除雾隔网(18)分别位于旋转净化容器(10)中，第二除雾隔网(18)固定连接在旋转净化容器(10)的内壁上，且第二除雾隔网(18)位于气泡切割机(11)上方，第二顶盖(17)固定连接在旋转净化容器(10)的顶端，排气管(14)设置第二顶盖(17)中，排气管(14)连通旋转净化容器(10)的内侧和外侧；排气管(14)上方依次安装有消音器(15)和负离子发生器(16)；电动机(12)位于旋转净化容器(10)的外侧，且电动机(12)的传动轴穿过旋转净化容器(10)的侧壁与气泡切割机(11)连接；

喷雾净化容器(5)和旋转净化容器(10)中均设有TiO₂纳米流体(13)，且喷雾净化容器(5)中的TiO₂纳米流体(13)的液面位于喷雾器(7)下方，旋转净化容器(10)中的TiO₂纳米流体(13)的液面位于气泡切割机(11)顶面和第二除雾隔网(18)之间；

所述的TiO₂纳米流体(13)由锐钛型TiO₂球状纳米颗粒、分散剂、pH值调节剂和基液组成，分散剂为分子量为1000的聚乙二醇，pH值调节剂为NaOH粉末，基液为纯水，锐钛型TiO₂球状纳米颗粒占TiO₂纳米流体(13)的质量分数为0.5％，分散剂占TiO₂纳米流体(13)的质量分数为0.3％，NaOH占TiO₂纳米流体(13)的质量分数为0.002％，余量为纯水。

2.按照权利要求1所述的基于TiO₂纳米流体的喷雾式PM2.5净化装置，其特征在于，所述的气泡切割机(11)包括转轴和轴向切割网，转轴水平布设，轴向切割网固定连接在转轴上，轴向切割网与转轴相平行，轴向切割网由切割丝纵横交错布设而成。

3.按照权利要求2所述的基于TiO₂纳米流体的喷雾式PM2.5净化装置，其特征在于，所述的切割丝的直径为0.3—0.5mm，间距为0.5—1mm。

4.按照权利要求1所述的基于TiO₂纳米流体的喷雾式PM2.5净化装置，其特征在于，所述的第一顶盖(6)和第二顶盖(17)为整体件。

5.按照权利要求1所述的基于TiO₂纳米流体的喷雾式PM2.5净化装置，其特征在于，所述的喷雾净化容器(5)和旋转净化容器(10)的壁面均采用透光钢化玻璃制成。

6.按照权利要求1所述的基于TiO₂纳米流体的喷雾式PM2.5净化装置，其特征在于，所述的锐钛型TiO₂球状纳米颗粒的粒径为15nm。

7.按照权利要求1所述的基于TiO₂纳米流体的喷雾式PM2.5净化装置，其特征在于，所述的TiO₂纳米流体(13)由以下步骤制备而成：

步骤10)首先向纯水中依次添加NaOH粉末、分子量为1000的聚乙二醇和锐钛型TiO2纳米颗粒，形成初始纳米流体，初始纳米流体中，锐钛型TiO2纳米颗粒在初始纳米流体中的质量分数为1％，NaOH在初始纳米流体中的质量分数为0.004％，分子量为1000的聚乙二醇在初始纳米流体中的质量分数为0.6％；

步骤20)利用恒温磁力搅拌器，在温度为20℃的环境下，搅拌步骤10)的初始纳米流体120分钟；

步骤30)在温度为20℃的超声水浴中，振荡步骤20)处理后的初始纳米流体30分钟，振荡频率为45kHz；

步骤40)利用紫外可见分光光度计，测量步骤30)振荡后的初始纳米流体的吸光度A_ini；

步骤50)将步骤30)振荡后的初始纳米流体静置24小时，该初始纳米流体分为上层未沉降的纳米流体和下层沉降的纳米颗粒，然后将上层未沉降的纳米流体分离出来；

步骤60)利用紫外可见分光光度计，测量步骤50)分离出来的纳米流体的吸光度A_af；

步骤70)使用纯水稀释步骤50)分离出来的纳米流体，稀释比例为：分离出来的纳米流体质量∶加入的纯水质量＝A_ini∶(2A_af-A_ini)，从而获得质量分数为0.5％的TiO₂纳米流体。