CN1544852A - 具有光触媒及纳米抗菌效应的空气净化器和用途 - Google Patents

Abstract

一种具有光触媒及纳米抗菌效应的空气净化器和用途，其特点是该净化器由机箱(1)和机箱内装有隔离挡板(2)、多层纤维过滤板(3)、多层多孔陶瓷板(4)、陶瓷板中心开孔应与透光圆筒(5)匹配，透光圆筒内装设带灯座的紫外灯(6)，通过管路和连接件将各装置和器件连接构成空气净化器整体。它具有过滤性能强，杀灭细菌、抑制细菌再生、降解甲醛等有机物的功能，可应用于家庭、医院、学校和公共设施的楼堂馆所。

Description

具有光触媒及纳米抗菌效应的空气净化器和用途

一、技术领域

本发明涉及一种具有光触媒及纳米抗菌效应的空气净化器和用途，属于公共卫生等日常生活领域。

二、背景技术

随着经济的发展，工业生产带来的环境污染日趋严重，人们的生存空间却面临着巨大的挑战。今年春夏“SARS”的爆发，不仅使人类的生命安全和社会的经济发展受到了极大的冲击，在人们的心里上造成了前所未有的恐慌。由于呼吸道疾病的突发性及传染性，往往使人们防不胜防，因此其影响远比其它的自然灾害还要令人生畏。伴随着物质生活的不断丰富，人们对生存环境的要求也逐渐提高。

中国专利01274135“纳米光催化空气净化杀菌机”是采用多层透明的多孔性纳米光催化薄膜来提高接触面积，但效果并不明显，面积仅能增加1-2倍。

中国专利02277049.6“高效光触媒空气净化装置”通过三层滤网和光触媒栅条来达到净化空气的目的。靠增加滤网的层数，虽然能有效地提高对空气中尘埃的阻隔率，但这种增加是极有限的，而且随着滤网的增加，净化器体积增大，空气的阻力也增加，能耗增大。

中国专利02139299“高吸附性空气处理器”通过金属筛板、负载有高吸附性光催化剂的纤维以及活性炭与纳米的复合颗粒达到高效的净化效果。这种装置的主要特点是高吸附性，但纤维对空气的阻力太大；而且紫外线透过性差，纳米触媒的光催化性不能充分发挥，因此灭菌效果不理想。

三、发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而提出一种具有光触媒纳米效应的空气净化器和用途，其特点是通过有过滤性强、杀灭细菌、抑制细菌再生、降解甲醛等有机物的功能，可用于家庭、医院、学校和公共设施的楼堂馆所。

本发明的目的由以下技术措施实现：

具有光触媒及纳米抗菌效应的空气净化器，其特点是该净化器由机箱和机箱内装有隔离挡板、多层纤维过滤板、多层多孔陶瓷板、陶瓷板中心开孔应与透光圆筒匹配，透光圆筒内装设带灯座的紫外灯，通过管路和连接件将各装置和器件连接构成空气净化器整体。

隔离挡板将过滤单元与光催化室分开，并将挡板和机箱连接，只留一侧有空气通道，过滤室设有多层纤维过滤板，光催化室装有多层多孔陶瓷板，陶瓷板之间充填20-80％的多孔陶瓷颗粒。机箱正面设门，机箱一侧设有进风口和风机，机箱顶盖上设有排风板，顶盖中间设带灯座的紫外灯，紫外灯***透光圆筒内。控制面板上设有电源开关、调风和定时旋钮。

透光圆筒为紫外线透过性好的玻璃或塑料制成。

净化器机箱内壁涂有金红石纳米二氧化钛。纤维过滤板和多孔陶瓷板均为纤维和陶瓷与纳米光触媒材料复合而成。陶瓷颗粒为纳米光触媒材料锐钛型纳米二氧化钛、纳米银和纳米氧化锌与多孔的天然矿物材料硅藻土、海泡石和/或沸石复合而成。陶瓷颗粒粒径为2-20mm，孔隙率＞50％，比表面积＞20M²/g，密度＜1.5g/cm³。

光催化室的相对湿度为95～99.5％。

本发明的性能指标：

1、对空气中大肠杆菌、葡萄球菌等常见细菌的杀灭率达99％以上。

2、对室内空气中的甲醛等有机物的降解率在99％以上。

本发明的空气净化器可用于家庭、医院、学校和公共设施的楼堂馆所。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1)空气与触媒的接触面积大：采用的纳米复合多孔陶瓷颗粒为高活性纳米二氧化钛、纳米银和纳米氧化锌与多孔天然矿物材料复合而成；净化过程中颗粒处于悬浮状态，如按100克触媒颗粒、每克触媒颗粒的比表面积20平方米计算，空气与触媒总接触面积为：20M²×100＝200M²，而对多层板来说，无论怎么增加层数，其总接触面积也不过几个平方米。因此其接触面积为现有技术的几十甚至上百倍。

2)空气通过颗粒层使其在净化器中的停留时间延长。

3)由于颗粒孔隙率高，加上颗粒处于悬浮状态，因此紫外光在颗粒间的透过性增强，光活性增加。

4)催化室内为高湿度：从触媒的光催化原理上看，在紫外光作用下，纳米二氧化钛可以和水形成的羟基自由基HO·具有402.8MJ/mol反应能，高于有机化合物中各类化学键能，是水体中存在的氧化基中最强的，它能氧化大多数有机污染物及部分无机污染物，使之最终降解为CO₂、H₂O等无害物质，以及杀灭细菌、病毒等。因此催化室中的水汽可在颗粒表面形成水膜，有利于光催化灭菌过程的进行。

5)净化器内壁为金红石纳米二氧化钛涂层：由于金红石纳米二氧化钛具有很强的遮盖力和抗紫外线的能力，因此净化器内壁涂覆金红石纳米二氧化钛后既可以防止紫外线外泄造成对人的伤害，同时把紫外线固定在光催化室内，可提高其催化效率，降低能耗。

四、附图说明

图1为具有光触媒和纳米抗菌效应的空气净化器的结构示意图。

1机箱、2隔离挡板、3纤维过滤板、4多孔陶瓷板、5透光圆筒、6紫外灯、7陶瓷颗粒、8门、9进风口、10风机、11排风板。

五、具体实施方式

下面通过实施例对本发明进行具体描述，有必要在此指出的是本实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据上述本发明的内容作出一些非本质的改进和调整。

实施例：

本发明具有结构简单、制造方便，如图1所示。具有光触媒及纳米抗菌效应的空气净化器由机箱1和机箱内装有隔离挡板2、多层纤维过滤板3、多层多孔陶瓷板4、陶瓷板中心开孔应与透光圆筒5匹配，透光圆筒内装设带灯座的紫外灯6，通过管路和连接件将各装置和器件连接构成空气净化器整体。

如图1所示，隔离挡板2将过滤单元与光催化室分开，并将挡板与机箱活动连接，只留一侧有空气通道，过滤室设有多层纤维过滤板3，光催化室装有多层多孔陶瓷板4，过滤板与陶瓷板分别与机箱活动连接。陶瓷板之间充填20-80％的多孔陶瓷颗粒7。机箱正面设门8，机箱一侧设有进风口9和风机10，机箱顶盖上设有排风板11。顶盖中间设带灯座的紫外灯6，紫外灯***透光圆筒5内。控制面板上设有电源开关、调风和定时旋钮。

净化器机箱内壁涂有金红石纳米二氧化钛。纤维过滤板和多孔陶瓷板均为纤维和陶瓷与纳米光触媒材料复合而成。

陶瓷颗粒为纳米光触媒材料锐钛型纳米二氧化钛、纳米银和纳米氧化锌与多孔的天然矿物材料硅藻土、海泡石和/或沸石复合而成。陶瓷颗粒粒径为2-20mm，孔隙率＞50％，比表面积＞20M²/g，密度＜1.5g/cm³。

光催化室的相对湿度为95～99.5％，可以通过门定时喷洒水分进行人工调节。

本发明是这样实现的：空气经风机10从进风口9进入过滤单元，然后经过涂有光触媒的纤维过滤板3滤去空气中的尘埃，部分降解有害气体和杀灭细菌；初步净化后的气体再经过通道进入光催化室，经含触媒的多孔陶瓷板4，和陶瓷板间的多孔陶瓷颗粒7，在紫外光照射下进行光催化杀菌和有害气体的降解，降解后的洁净气体经出风口11排出。

Claims (7)

1、具有光触媒及纳米抗菌效应的空气净化器，其特征在于该净化器由机箱(1)和机箱内装有隔离挡板(2)、多层纤维过滤板(3)、多层多孔陶瓷板(4)、陶瓷板中心开孔应与透光圆筒(5)匹配，透光圆筒内装设带灯座的紫外灯(6)，通过管路和连接件将各装置和器件连接构成空气净化器整体。

2、如权利要求1所述具有光触媒及纳米抗菌效应的空气净化器，其特征在于隔离挡板(2)将过滤单元与光催化室分开，并将挡板和机箱(1)连接，只留一侧有空气通道，过滤室设有多层纤维过滤板(3)，光催化室装有多层多孔陶瓷板(4)，过滤板和陶瓷板与机箱活动连接，陶瓷板之间充填20-80％的多孔陶瓷颗粒(7)，机箱正面设门(8)，机箱一侧设有进风口(9)和风机(10)，机箱顶盖上设有排风板(11)，顶盖中间设带灯座的紫外灯(6)，紫外灯***透光圆筒(5)内，控制面板上设有电源开关、调风和定时旋钮。

3、如权利要求1所述具有光触媒及纳米抗菌效应的空气净化器，其特征在于透光圆筒为紫外线透过性好的玻璃或塑料制成。

4、如权利要求1所述具有光触媒及纳米抗菌效应的空气净化器，其特征在于净化器机箱内壁涂有金红石纳米二氧化钛；纤维过滤板和多孔陶瓷板均为纤维和陶瓷与纳米光触媒材料复合而成。

5、如权利要求1所述具有光触媒及纳米抗菌效应的空气净化器，其特征在于陶瓷颗粒为纳米光触媒材料锐钛型纳米二氧化钛、纳米银和纳米氧化锌与多孔的天然矿物材料硅藻土、海泡石和/或沸石复合而成，陶瓷颗粒粒径为2-20mm，孔隙率＞50％，比表面积＞20M²/g，密度＜1.5g/cm³。

6、如权利要求1所述具有光触媒及纳米抗菌效应的空气净化器，其特征在于光催化室的相对湿度为95～99.5％。

7、如权利要求1～6所述具有光触媒及纳米抗菌效应的空气净化器的用途，其特征在于该净化器可应用于家庭、医院、学校和公共设施的楼堂馆所。

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