CN102266580B

CN102266580B - 光触媒空气净化设备及其净化方法

Info

Publication number: CN102266580B
Application number: CN2011102148014A
Authority: CN
Inventors: 顾勤刚
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-07-29
Filing date: 2011-07-29
Publication date: 2013-12-11
Anticipated expiration: 2031-07-29
Also published as: CN102266580A

Abstract

本发明公开了一种光触媒空气净化设备及其净化方法，所述光触媒空气净化设备包括箱体，所述箱体内设置有多只上下排列的紫外线灯，所述紫外线灯两边间隔平行放置有涂有光触媒的玻璃片，其中，所述玻璃片底部两侧设有空气加热器，所述箱体的左右侧板和上层板为双层设置，所述双层板上交错设置开孔。本发明提供的光触媒空气净化设备及其净化方法，通过设置空气加热器代替风机，去除噪音，箱体的左右侧板和上层板均为间隔式双层板设置，并在双层板上交错设置开孔，既能保证气流畅通，又能把箱内的UV全部屏蔽住，避免UV污染，有效提高净化效果。

Description

光触媒空气净化设备及其净化方法

技术领域

本发明涉及一种空气净化设备及其净化方法，尤其涉及一种光触媒空气净化设备及其净化方法。

背景技术

空气净化的技术有：第一代的高压静电集尘，第二代的臭氧负离子技术，第三代的HEPA、活性炭过虑式技术，最先进的当数现在的光催化技术，也有把几种技术合在一起使用的方法，如中国专利号为CN200680009957.6，发明名称为“铂金作为分解消除空气中的有机化合物的主要触媒的技术方案，及于其相关的光触媒产品，光触媒层形成方法和光触媒体”公开的技术方案。

光触媒是一种纳米级的金属氧化物材料（二氧化钛比较常用），它涂布于基材表面，干燥后形成薄膜，在光线的作用下，产生强烈催化降解功能：能有效地降解空气中有毒有害气体；能有效杀灭多种细菌，抗菌率高达100% （全球病毒学、细菌学的权威人士俄国 “向量”国家病毒学与生物技术科学中心主任伊利亚·德罗兹多夫教授2008年12月为一种AIRPLOT光触媒产品做去除细菌和病毒的鉴定），并能将细菌或真菌释放出的毒素分解及无害化处理；同时还具备除臭、抗污等功能。在室外太阳光的照射下，光触媒净化空气的效果是十分明显的，但在没有阳光的地方就勉为其难了。光触媒必须要有光的能量来激发其催化反应，但仅可见光的波长范围就有312-1050nm，一般认为390nm以下波长的紫外线就可以进行光触媒的催化反应，但实际研究发现市面上常用的365nm等紫外线灯管对光触媒的作用不是那么明显的。而想通过加装风机、负离子发生器、活性炭过滤网等设施，不仅人为增加了噪音，还因风量的加大使光触媒表面更容易沾污，使得光触媒表面被污物覆盖而无法发挥其应有的净化作用（光触媒的表面必须要求完全裸露在空气中才能发挥其应有的作用的）。因此，现有的光触媒空气净化设备及其净化方法无助于光触媒的净化效能发挥，有必要对现有的光触媒空气净化设备及其净化方法进行改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种光触媒空气净化设备及其净化方法，简化设备结构，减少噪音和UV污染，有效提高净化效果。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种光触媒空气净化设备，包括箱体，所述箱体内设置有多只上下排列的紫外线灯，所述紫外线灯两边间隔平行放置有涂有光触媒的玻璃片，其中，所述玻璃片底部两侧设有空气加热器，所述箱体的左右侧板为双层设置，包括第一侧板和第二侧板，所述第一侧板上设有第一开孔，所述第二侧板上设有第二开孔，所述第一开孔和第二开孔交错设置；所述上层板为双层设置，包括第一上层板和第二上层板，所述第一上层板上设有第三开孔，所述第二上层板上设有第四开孔，所述第三开孔和第四开孔交错设置。

上述的光触媒空气净化设备，其中，所述紫外线灯的数目为1～6只，其紫外线主峰波长为345-355nm。

上述的光触媒空气净化设备，其中，所述紫外线灯的主峰波长为350nm。

上述的光触媒空气净化设备，其中，所述空气加热器为不锈钢加热器、铸件加热器或陶瓷PTC热敏电阻加热器。

上述的光触媒空气净化设备，其中，所述涂有光触媒的玻璃片上的光触媒为纳米铂金二氧化钛复合光触媒。

本发明为解决上述技术问题还提供一种上述光触媒空气净化设备的净化方法，包括如下步骤：以主峰波长为345-355nm的紫外线照射涂有光触媒的玻璃片；控制玻璃片最外面的UV强度达到90uw/cm²以上；对底部两侧的空气加热器辅以30-100℃的加热，以使空气从左右侧板的开孔流入,沿着玻璃片从上层板的开孔流出,形成由下往上的气流,从而使空气中的微小有机物被玻璃片上涂有的光触媒吸收分解。

本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明提供的光触媒空气净化设备及其净化方法，通过设置空气加热器代替风机，去除噪音，箱体的左右侧板和上层板均为间隔式双层板设置，并在双层板上交错设置开孔，既能保证气流畅通，又能把箱内的UV全部屏蔽住，避免UV污染，有效提高净化效果。此外，本发明通过限定紫外线灯主峰波长，进一步提高净化效果。

附图说明

图1为本发明光触媒空气净化设备结构示意图；

图2为本发明光触媒空气净化设备的左右侧板结构示意图；

图3为本发明光触媒空气净化设备的上层板结构示意图。

图中：

1 开机按钮 2 箱体 3 第四开孔

4 第一开孔 5 第二开孔 6 空气加热器

7 涂有光触媒的玻璃片 8 紫外线灯 9 灯架

10 第一侧板 11 第二侧板 12 第一上层板

13 第二上层板 14 第三开孔

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

图1为本发明光触媒空气净化设备结构示意图；图2为本发明光触媒空气净化设备的左右侧板结构示意图；图3为本发明光触媒空气净化设备的上层板结构示意图。

请参见图1～图3，本发明提供的光触媒空气净化设备包括箱体2，所述箱体2内设置有多只上下排列的紫外线灯8，所述紫外线灯8两边间隔平行放置有涂有光触媒的玻璃片7，其中，所述玻璃片7底部两侧设有空气加热器6，所述箱体2的左右侧板为双层设置，包括第一侧板10和第二侧板11，所述第一侧板10上设有第一开孔4，所述第二侧板11上设有第二开孔5，所述第一开孔4和第二开孔5交错设置；所述上层板为双层设置，包括第一上层板12和第二上层板13，所述第一上层板12上设有第三开孔14，所述第二上层板13上设有第四开孔3，所述第三开孔14和第四开孔3交错设置。

紫外线灯所发射的紫外线光波，0.5米之内在医学上对人体是有影响的，本发明提供的光触媒空气净化设备的箱体采用双层交叉叠加开孔的结构，即玻璃片外围的箱体的左右侧板和上层板均为间隔式双层设置，这三面的里外两层的开孔是交叉式相互不重叠，既能保证气流畅通，又能把箱内的UV全部屏蔽住，箱外是测不出UV，从而彻底消除了UV污染的问题。

经反复验证，证实在可见光的312-1050nm的波段中间，一种波长345-355nm的紫外线8，照射涂有光触媒的玻璃片7，其能发挥最大的光催化效能，而其他波长紫外线的效能就不那么明显了。

上述光触媒空气净化设备，箱体2内优选设置1～6只345-355nm的紫外线灯8(保证玻璃片7最外面的UV强度达到90uw/cm²以上)，上下排列在灯架9上，其两边间隔平行放置数片涂有光触媒的玻璃片7，只要箱体体积允许，玻璃片尽可能地多放，以达更好效果，光触媒的面积与净化效果是正比的。空气加热器6选用陶瓷PTC热敏电阻加热器。PTC是Positive Temperature Coefficient 的缩写，意思是正的温度系数，泛指正温度系数很大的半导体材料或元器件，简称PTC热敏电阻。PTC热敏电阻是一种典型具有温度敏感性的半导体电阻，超过一定的温度(居里温度)时，它的电阻值随着温度的升高呈阶跃性的增高。

上述的光触媒空气净化设备，其中，所述涂有光触媒的玻璃片7上的光触媒优选为纳米铂金 + 二氧化钛复合光触媒（AIRPLOT）。

玻璃片7上涂有的光触媒是静止不动的，其本身也是不参与分解有机物活动的，只是提供分解有机物的工作场所，所以靠其自身的吸收能力是有限的，要充分发辉光触媒吸收分解的效能，就必须保证让光触媒表面充分接触（裸露）到广泛分布于空气中的微小有机物，而用风机等辅助设置的方式来让空气流动是十分有限的，一般小型风机的速度也就1-10m³/min,这样的风速噪音已经很大的了。

本发明提供的光触媒空气净化设备，空气加热器6为陶瓷PTC热敏电阻，由于空气加热器6设置在玻璃片底部两侧,通过加热，以使空气从左右侧板的开孔流入,沿着玻璃片从上层板的开孔流出,形成由下往上的气流,分子运动速度可以达到4-474米/秒（12级台风的速度也只有32.7米/秒），从而使空气中的微小有机物极速地运动到光触媒表面而被光触媒催化反应吸收分解。PTC陶瓷发热时是不发光的，控制其电流电阻就很容易控制其温度了，因此，整个过程没有产生噪音污染。

本发明提供的光触媒空气净化设备，由于没有风机之类的附加设置，光触媒表面受沾污的机会就大大地减少了，从而解决了涂于玻璃上的光触媒表面清洁的问题。

上述光触媒空气净化设备的净化方法如下：按下开机按钮1，通电开机，紫外线灯8发亮工作，以主峰波长为345-355nm的紫外线照射涂有光触媒的玻璃片7；控制玻璃片7最外面的UV强度达到90uw/cm²,以上，激发光触媒的光催化作用功能；选用陶瓷PTC热敏电阻，并辅以30-100℃的加热，以使空气分子强烈运动而被玻璃片7上涂有的光触媒吸收分解；随着空气加热器6的升温，光触媒表面周围的空气就会越来越强地极速对流而运动，这样空气中的微小有机物（细菌、病毒、甲醛、臭味、卤代烃、有机磷杀虫剂等等）被光触媒不断地吸收，同时又被光触媒强力地分解并氧化，转换成为氧气、二氧化碳、水等自然的物质。整个设备在运行当中没有一点噪音，可以长时间地运行。

在臭味指数为280的环境中（1m³的密闭箱里放二甲苯），用365nm紫外线照射光触媒，一小时后臭味指数降为225，减低率20%，效果不那么明显；而用350nm的紫外线照射光触媒，一小时后臭味指数降到66，减低率76%，效果很明显，不同波长的紫外线对光触媒净化效果是不一样的。

在30m³的动物房中（饲养着1000只实验老鼠，用350nm紫外线），臭味指数为175，不开空气加热器，开风机（3m³/min），24小时后臭味指数185，净化器消除臭味的速度还没有老鼠产生臭味的速度快；而拿掉风机，开空气加热器，24小时后臭味指数降为130，空气加热器的效果明显快的多。

综上所述，本发明提供的光触媒空气净化设备及其净化方法，整个设备没有风机（也就没有声音污染），没有高压静电，没有臭氧负离子发生器，也没有活性炭过滤等等所产生的第二次污染，只是利用光触媒材料，就能彻底净化空气中的微小有机物（细菌、病毒、甲醛、臭味、卤代烃、有机磷杀虫剂等等），而且光催化剂在反应过程中自身并不消耗的，从而实现真正的绿色空气净化。因为该设备制作简单，使用条件也十分的简单（只要光源 + 光触媒就行），故应用广泛，可单独作室内净化空气之用，也可应用于空调系统，垃圾焚烧净化系统，封闭工作室净化空气系统等等所有需要净化空气的地方都可应用。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims

1.一种光触媒空气净化设备，包括箱体（2），所述箱体（2）内设置有多只上下排列的紫外线灯（8），所述紫外线灯（8）两边间隔平行放置有涂有光触媒的玻璃片（7），其特征在于，所述玻璃片（7）底部两侧设有空气加热器（6），所述箱体（2）的左右侧板为双层设置，包括第一侧板（10）和第二侧板（11），所述第一侧板（10）上设有第一开孔（4），所述第二侧板（11）上设有第二开孔（5），所述第一开孔（4）和第二开孔（5）交错设置；所述上层板为双层设置，包括第一上层板（12）和第二上层板（13），所述第一上层板（12）上设有第三开孔（14），所述第二上层板（13）上设有第四开孔（3），所述第三开孔（14）和第四开孔（3）交错设置，对底部两侧的空气加热器（6）辅以30-100℃的加热，以使空气从左右侧板的开孔流入,沿着玻璃片从上层板的开孔流出,形成由下往上的气流,从而使空气中的微小有机物被玻璃片（7）上涂有的光触媒吸收分解，所述紫外线灯（8）的数目为1～6只，主峰波长为345-355nm，所述涂有光触媒的玻璃片（7）上的光触媒为纳米铂金二氧化钛复合光触媒。

2.如权利要求1所述的光触媒空气净化设备，其特征在于，所述紫外线灯（8）的主峰波长为350nm。

3.如权利要求1所述的光触媒空气净化设备，其特征在于，所述空气加热器（6）为不锈钢加热器、铸件加热器或陶瓷PTC热敏电阻加热器。

4.一种采用如权利要求1所述的光触媒空气净化设备的净化方法，其特征在于，所述净化方法包括如下步骤：

以主峰波长为345-355nm的紫外线照射涂有光触媒的玻璃片（7）；

控制玻璃片（7）最外面的UV强度达到90uw/cm²以上；

对底部两侧的空气加热器（6）辅以30-100℃的加热，以使空气从左右侧板的开孔流入,沿着玻璃片从上层板的开孔流出,形成由下往上的气流,从而使空气中的微小有机物被玻璃片（7）上涂有的光触媒吸收分解。