CN103388859A

CN103388859A - 全方位进风空气净化装置

Info

Publication number: CN103388859A
Application number: CN2013103414061A
Authority: CN
Inventors: 姚海宁
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-07-30
Filing date: 2013-07-30
Publication date: 2013-11-13

Abstract

一种全方位进风空气净化装置，包括本体，其中本体上设有进气口、出气口和连接于进气口和出气口之间的空气净化反应腔，空气净化反应腔中设有过滤装置，本体上还设有用于提供空气动力的驱动装置，其特征在于，所述空气净化反应腔有多个，设于本体的四周，本体中间设有光催化反应腔，光催化反应腔中设有光催化净化装置，各个空气净化反应腔与光催化反应腔连接并共用一个出气口。本发明可以去除空气中微尘，还可去除烟味、霉味、油烟等异味，经光催化净化装置时，还可以杀灭病菌病毒，而且将将有机物氧化分解成CO₂和H₂O等小分子，无二次污染。

Description

全方位进风空气净化装置

技术领域

本发明涉及一种全方位进风空气净化装置，具体地说是一种可以全方位进风，应用纳米TiO₂光催化氧化技术和吸附、过滤技术相结合处理室内等空间空气中污染物质的空气净化装置。

背景技术

人的一生大部分时间都是在室内度过的。研究表明，污染室内等空间内的空气的物质主要是化学物质，有甲醛、苯、二甲苯、氨、CO、CO₂、NO_x、SO₂以及其他挥发性有机化合物(VOC)等。这些空间内空气污染物的特点是成分复杂，污染物的浓度低，但作用于人体的时间长，对人体的健康危害极大。

室内空气净化器就是用来改善和提高室内空气质量的装置，目前主要的空气净化装置主要有负离子式、臭氧氧化分解式和光催化式等几种，然而，负离子式对细菌病毒及化学污染物无能为力，臭氧氧化分解式不适合开放场地，而且臭氧的浓度过大于人体也有害。近年来，TiO₂光催化净化气相中的挥发性有机化合物是一个较新的研究领域，有很大的发展空间。尤其是利用TiO₂作为催化剂的光催化过程，反应条件温和，光解迅速，产物基本是CO₂和H₂O，可适用于室内等空间除去空气中的有机污染物，适用范围广，包括烃、醇、醛、酮等有机物都能通过TiO₂光催化氧化分解为无臭、无害的物质，空气中的霉菌、病菌等也同时被杀灭。

发明内容

为解决上述现有技术所存在的问题，本发明的目的在于提供一种可多方位进风、催化效率高、催化活性好、净化效果好的应用导电纳米TiO₂复合光催化氧化技术和吸附、过滤技术相结合处理室内等空间空气中污染物质的空气净化装置。

为了实现上述目的，本发明提供了一种全方位进风空气净化装置，包括本体，其中本体上设有进气口、出气口和连接于进气口和出气口之间的空气净化反应腔，空气净化反应腔中设有过滤装置，本体上还设有用于提供空气动力的驱动装置，其特征在于，所述空气净化反应腔有多个，设于本体的四周，本体中间设有光催化反应腔，光催化反应腔中设有光催化净化装置，各个空气净化反应腔与光催化反应腔连接并共用一个出气口。

优选地，过滤装置包括远离进气口依次设置的除尘装置、活性炭过滤装置。

优选地，光催化净化装置包括负载有纳米TiO₂光催化剂的TiO₂纳米膜，在TiO₂纳米膜的侧部设有光源发生装置。

优选地，TiO₂纳米膜上加载有预设电压，电压范围为0.3～10V。

优选地，驱动装置是风机，有多个风机分别装设于空气净化反应腔中的各个活性炭过滤装置后侧。

优选地，驱动装置是风机，装设于出气口处。

优选地，除尘装置为纳米过滤网。

优选地，TiO₂纳米膜的厚度范围为0.1～10mm。

优选地，光源发生装置为紫外光源，紫外光源呈环状分设于光催化反应腔内，TiO₂纳米膜呈柱状设于紫外光源中间。

优选地，出气口位于本体的上方。

本发明的空气净化过程是：风机抽取空间内的空气由进气口进入空气净化反应腔，流动空气先经过除尘装置去除空气中的微尘，去除微尘的空气经过活性炭过滤装置时可去除空气中的烟味、霉味、油烟等异味，随后进入光催化净化装置，流过TiO₂纳米膜时一方面被设置在TiO₂纳米膜侧部的紫外光源发出的紫外线杀灭病菌病毒，一方面被进行纳米光催化净化：紫外光源照射到负载有纳米TiO₂光催化剂的TiO₂纳米膜表面，可有效激发纳米TiO₂光催化剂产生电子(e-)和空穴(h+)，电子(e-)和空穴(h+)能与水分子结合生成具有极强氧化能力的羟基自由基(·OH)，羟基自由基(·OH)把进入反应腔的有机物氧化分解成CO₂和H₂O等小分子，无二次污染。

附图说明

图1为本实施例的空气净化装置立体图。

图2为本实施例的横向剖视图。

图3为本实施例的侧向剖视图。

具体实施方式

为了更好地阐述本发明的技术特点和结构，以下结合实施例及其附图进行详细描述，其中，相同的标号始终表示相同的部件。

如图1、图2和图3所示，在本体100上设有进气口110和出气口120，空气净化反应腔300设于进气口110和出气口120之间，以风机200为动力源，其中风机200为离心风扇。当空气净化装置工作时，在风机200的驱动下，空气由本体100上的进气口110进入空气净化反应腔300。从进气口110开始，空气净化反应腔300内依次设有除尘装置310、活性炭过滤装置320、风机200、和光催化净化装置330，其中除尘装置310为纳米过滤网，不仅可以高效除尘，而且将除尘装置310设置在进气口110处，这种结构还方便将除尘装置310拆下清洗或更换，也不会对其他部件造成影响。经过除尘装置310去除微尘等杂质后，再经过活性炭过滤装置320时进一步去除空气中的烟味、霉味、油烟等异味，随后空气经风机200驱动进入光催化净化装置330。另外，将活性炭过滤装置320设置于光催化净化装置之前的作用就是保护光催化剂载体，延长其使用寿命，防止其性能过早劣化。本实施例中，光催化净化装置330设置在本体的中间位置，本体的四周各设有一套进气口110、除尘装置310、活性炭过滤装置320和风机，这种结构可以使封闭空间的空气更加高效的进入到空气净化装置中，提高净化效率。

下面先介绍TiO₂光催化作用机理。

光催化反应是指在有光参与的情况下，发生在光催化剂及其表面接触物之间的一种光化学反应和氧化还原过程，其最终产物为CO₂、H₂O及其它无机小分子物质。

在一定的光照条件下，如果光子的能量大于TiO₂禁带宽度，其价带上的一个电子(e-)就会被激发，越过禁带进入导带，同时在价带上产生相应的空穴(h+)。光生空穴有很强氧化能力，而光生电子具有很强的还原能力，它们可以直接复合释放出热能，也可与表面的俘获位结合或与表面吸附的电子给体/受体发生氧化还原反应。空穴可以直接或间接氧化有机物，通常情况下空穴对有机物的氧化是通过羟基自由基(·OH)间接进行的。羟基自由基(·OH)是光催化反应的一种主要的活性物质，对光催化氧化起决定作用。这就是本发明的理论基础之一。

如图2可知，光催化净化装置330包括设有负载有纳米TiO₂光催化剂的TiO₂纳米膜332，且在所述TiO₂纳米膜332上加载有预设电压，而光源发生装置设于TiO₂纳米膜332的外部。本实施例中光催化的激发光源选用紫外光源331，其中将紫外光源设置在TiO₂纳米膜的周围，以便能够使紫外线全方位地照射到TiO₂纳米膜332表面，使光催化反应更加充分，图中可见，紫外光源331呈环状分设于光催化反应腔内，TiO₂纳米膜332呈柱状设于紫外光源331中间。

进入光催化净化装置330的空气流过TiO₂纳米膜332时一方面被设置在TiO₂纳米膜332周围的紫外光源331发出的紫外线杀灭病菌病毒，一方面被进行纳米光催化净化：紫外光源331照射到负载有纳米TiO₂光催化剂的TiO₂纳米膜332表面，可有效激发纳米TiO₂光催化剂产生电子(e-)和空穴(h+)，电子(e-)和空穴(h+)能与水分子结合生成具有极强氧化能力的羟基自由基(·OH)，羟基自由基(·OH)把空间内的有毒有害有机物质氧化分解成CO₂和H₂O，无二次污染，净化后的空气由出气口120排出，重新进入空间，进而达到除臭、抗菌、净化空气的效果。

TiO₂纳米膜332的厚度设置为0.1～10mm为宜，这样空气通过一定厚度的TiO₂纳米膜332，使其与负载在TiO₂纳米膜332上的TiO₂光催化剂的接触时间延长，光催化氧化反应更加充分，增强空气净化效果。同时，TiO₂纳米膜332上加载有预设电压，其中电压范围为0.3～10V。在TiO₂纳米膜上加载预设电压实际上是通过改变体系中的电子分布实现的，增加光生电子和空穴的分离程度，有效抑制光生电子和空穴的复合，从而极大地提高了催化活性。

为了加强空气流通的效果，还可以在出气口处再设一风机；或者，在其他实施例中，风机也可以单独设于出气口处，均可以达到本发明目的。

本发明提供的全方位进风空气净化装置，具有催化效率高、催化活性好、净化效果好等显而易见的优势。

虽然本发明是参照其示例性的实施例被具体描述和显示的，但是本领域的普通技术人员应该理解，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节的各种改变。

Claims

1.一种全方位进风空气净化装置，包括本体，其中本体上设有进气口、出气口和连接于进气口和出气口之间的空气净化反应腔，空气净化反应腔中设有过滤装置，本体上还设有用于提供空气动力的驱动装置，其特征在于，所述空气净化反应腔有多个，设于本体的四周，本体中间设有光催化反应腔，光催化反应腔中设有光催化净化装置，各个空气净化反应腔与光催化反应腔连接并共用一个出气口。

2.根据权利要求1所述的空气净化装置，其特征在于，所述过滤装置包括远离进气口依次设置的除尘装置、活性炭过滤装置。

3.根据权利要求1所述的空气净化装置，其特征在于，所述光催化净化装置包括负载有纳米TiO₂光催化剂的TiO₂纳米膜，在TiO₂纳米膜的侧部设有光源发生装置。

4.根据权利要求3所述的空气净化装置，其特征在于，所述TiO₂纳米膜上加载有预设电压，电压范围为0.3～10V。

5.根据权利要求1至4中任一所述的空气净化装置，其特征在于，所述驱动装置是风机，有多个风机分别装设于空气净化反应腔中的各个活性炭过滤装置后侧。

6.根据权利要求1至4中任一所述的空气净化装置，其特征在于，所述驱动装置是风机，装设于出气口处。

7.根据权利要求1所述的空气净化装置，其特征在于，所述除尘装置为纳米过滤网。

8.根据权利要求3或4所述的空气净化装置，其特征在于，所述TiO₂纳米膜的厚度范围为0.1～10mm。

9.根据权利要求3或4所述的空气净化装置，其特征在于，所述光源发生装置为紫外光源，紫外光源呈环状分设于光催化反应腔内，TiO₂纳米膜呈柱状设于紫外光源中间。

10.根据权利要求9所述的空气净化装置，其特征在于，所述出气口位于本体的上方。