CN103547354A - 使用光催化性旋涡悬浮颗粒的气体净化 - Google Patents

使用光催化性旋涡悬浮颗粒的气体净化 Download PDF

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Abstract

本文所公开的技术方案的实施方式包括示例性气体净化器，所述净化器使用旋风分离和光催化型净化来使未净化气体中的污染物氧化。一种此类气体净化器包括界定出渐缩的旋风腔室的容器。未净化气体进入腔室并引起气体旋涡。腔室中的光催化性颗粒悬浮于旋涡中，并与进入气体中的污染物混合。光源使光催化性颗粒活化，这将使污染物氧化从而净化气体。净化气体通过腔室的宽端离开。旋风作用迫使光催化性颗粒从腔室的窄端排出至再循环导管，该再循环导管将光催化性颗粒传送回腔室中。

Description

使用光催化性旋涡悬浮颗粒的气体净化
背景技术
旋风分离是一种不使用过滤而从气体中分离颗粒的方法。将气体注入圆柱或圆锥旋风腔室中，设置始自腔室一端并终止于腔室另一端的高速旋流；然后该流方向反转，并通过旋风腔室顶部的出口向上离开旋风中心。使用市售旋涡/旋风型颗粒分离器可以按密度分离颗粒。
发明内容
在使用悬浮于气体旋涡中的光催化性颗粒的气体净化的说明性实施方式中，容器界定出容纳光催化性颗粒的腔室。腔室的入口容许气流进入，所述气流在腔室内引起气体旋涡，从而使至少部分光催化性颗粒悬浮，所述光催化性颗粒接触气体流(gasstream)中的污染物。如窗口、灯或发光二极管(LED)等光源通过例如引起接触悬浮的光催化性颗粒的污染物氧化而使悬浮的光催化性颗粒活化。出口将气流从腔室中排放出。
示例性腔室可以具有截止点(cut point)，所述截止点的定义为以50%的效率从气体旋涡中除去的颗粒的尺寸，所述尺寸等于或大于约10μm。在说明性方法中，直径大于截止点的颗粒以大于50%的效率从气体旋涡中除去。示例性腔室还可以是渐缩的，即它们可以具有沿其长度递减的半径。例如，渐缩式腔室可以是圆锥体、截头圆锥体、抛物面或双曲面的形状。
用于本技术方案的实施方式中的说明性光催化性颗粒可以包括二氧化钛或任何其他适合的光催化性材料。光催化性颗粒各自的直径可以为约1μm～约100μm；例如，光催化性颗粒可以具有约10μm的平均直径。在一些实施方式中，可以将截止点选择为比平均粒径低约10μm、20μm或30μm。
在一些说明性实施方式中，容许进入腔室的气流包括污染空气(contaminated air)。说明性气体净化器可以包括连接在入口与腔室的一端之间的导管，以将落在气体旋涡之外的光催化性颗粒传送回腔室中，在此能够使所述光催化性颗粒再次进入气体旋涡。在一些情形中，捕集器可以基于尺寸和/或静电性质收集传送至导管中、或经导管传送的颗粒。
示例性气体净化可以包括在腔室出口收集低于阈值尺寸(如约1μm、约4μm或约10μm)的颗粒。颗粒收集可以利用过滤器或静电捕集器等进行。
本技术方案的另一些实施方式的说明性气体净化器包括：界定出腔室的容器、容许气流进入腔室的入口和连接在入口与腔室的一端之间的导管。气流在腔室内引起气体旋涡，从而使颗粒悬浮在腔室内。导管将至少部分落在气体旋涡之外的颗粒传送回腔室中。出口将气流从腔室中排放出。
以上发明内容只是示例性的，并且不以任何方式进行限制。除上述说明性方面、实施方式和特征之外，其他方面、实施方式和特征将通过参照以下附图和具体实施方式变得显而易见。
附图说明
图1是常规旋风腔室的示意图。
图2是本技术方案的实施方式的示例性气体净化器的示意图。
具体实施方式
光催化性颗粒的受照射旋涡可用于净化受化学、生物和微粒污染的气体，如空气、废气、污气、农业排放气或工业排放气。一定大小的颗粒在旋风腔室中通过旋涡而循环。污染气体或未净化气体进入腔室，通过可根据污染物选择的光催化剂净化，并作为净化气体离开腔室。旋涡悬浮可以在小体积中提供较大的、且持续更新的光反应性表面，这是因为光催化性颗粒的所有表面均可用于反应，并且光催化性颗粒不断地进行混合并暴露于(及再暴露于)可以是紫外(UV)光照的照射中。滞留时间随旋涡过程的连续混合而增加。
与其他气体净化技术相比，本技术方案的实施方式在小体积中更充分地利用了极大的光反应性表面积。示例性旋风腔室不具有移动部分，因此其高效节能，并且不需要太多维护。催化剂维护可以简单至使用新颗粒替换旧颗粒。
说明性气体净化器可以被构造为用于如建筑物或车辆内的中央式、独立式或便携式作业，或者甚至是可穿戴式空气净化器(例如，用于在油漆烟雾下工作，等等)。例如，示例性净化器非常适合于嵌入式整合(drop-in integration)至现有的中央式空气处理系统，如用于住宅及商用建筑物、医院、无尘室等中的那些中央式空气处理系统，以及整合至用于房间或车辆等的便携式空气净化中。说明性气体净化可以利用多种廉价且无毒的光催化剂(如二氧化钛(TiO2))，以及多种来源例如太阳、发光二极管(LED)、灯等的光照进行。
旋风气体净化和“截止点”
图1示意性地勾勒出单旋风腔室10的功能。含有多种尺寸颗粒的气流12导入可以是圆柱形或圆锥形的旋风腔室10中，其导入的方式为可以如宽白色箭头指示的净向下移动产生环形旋风。说明性腔室10可以由金属(例如，板状金属)或任何其他适当材料制成。当流12向腔室10下方行进时，惯性较大的颗粒(即，较大和/或较致密的颗粒)碰撞旋风腔室10的壁，然后滑至或落至腔室10的底部。这一现象的发生是因为旋转气流中较大(较致密)的颗粒的惯性过大，从而顺着气流的小半径曲线(tightcurve)行进并撞击外壁，然后落至旋风的底部，并在该处除去该颗粒。与较小(较不致密)的颗粒相比，可以以更高的效率除去较大(较致密)的颗粒。将以50%的效率从腔室10中除去的颗粒的尺寸定义为腔室的“截止点”，其取决于气体在旋风中的流速和腔室10的几何形状。以较高的效率除去较大(较致密)的颗粒，而以较低的效率除去较小(较不致密)的颗粒。截止点可以通过改变气流速度和/或通过改变腔室10的形状而变化。
在腔室10的底部，旋风受到反射，从而通过向下的旋风的“眼”或中心将气流向上导引（如黑色箭头所示）。大于截止点的颗粒通过排放气流14流出腔室10。由此，小于旋风的“截止点”的颗粒倾向于保持悬浮在气流中，并通过出口16离开旋风腔室10。
使用旋涡悬浮的光催化性颗粒的气体净化
本技术方案的示例性实施方式将旋风颗粒分离器技术与光催化型净化组合使用。在旋风颗粒技术中，颗粒(具有特定尺寸和密度)悬浮于或夹带于旋涡中，但随后通过旋风腔室的递减半径而从空气流中分离出来。在常规旋风颗粒分离器技术中，这一效果用于基于尺寸滤除或收集颗粒。在此，其用来使光催化性颗粒再循环。
示例性气体净化涉及将光催化性颗粒和污染空气夹带在稳定的旋涡中。气体中的污染物例如通过吸附于光催化性颗粒的表面来接触气体旋涡中的光催化性颗粒。照射光催化性颗粒会例如通过产生能够起到使污染物降解作用的反应性物种而使光催化性颗粒活化；例如，光催化性TiO2的UV照射将在光催化性TiO2的表面产生反应性单线态氧。通常，这种颗粒包含于表面涂层中，所述涂层将光反应性区域限定于颗粒在涂层上的露出表面。相反，本技术方案的旋涡悬浮可使UV光照和污染空气接触颗粒的所有表面区域。此外，由于在漩涡中混合，与同尺寸腔室中的涂层相比，漩涡中可以活化使用相当多的颗粒。旋涡可使小体积中能够包含非常大的有效光反应性表面积，例如是可比性表面涂层的100倍～1000倍。
图2显示的是本技术方案的说明性实施方式的气体净化设备200的图示。污染空气或另一种污染气体的气流22通过入口214进入由容器212界定的腔室210。气流22在腔室210内引起气体旋涡。在一些实例中，腔室210沿其纵轴方向渐缩，即腔室210的半径沿垂直于气流22速度的轴递减。例如，腔室210的壁可以形成圆锥、截头圆锥、抛物面、双曲面或其他任何适当形状的表面。腔室210可以具有约4μm～约10μm或更大的截止点。截止点的具体实例包括约4μm、约5μm、约6μm、约7μm、约8μm、约9μm、约10μm或这些值中任意二者之间的范围。其他一些实例可以具有约20μm、约25μm、约30μm、约35μm或约40μm的截止点。
使位于腔室210内的光催化性颗粒220夹带在气体旋涡中并与气流22中的污染物(例如，挥发性有机化合物、溶剂、烃、空气传播细菌，和/或空气传播病毒)和其他颗粒混合。光催化性颗粒220可以在气流22初始化之前引入腔室210中，或者可以简单地与气流22一起添加至入口214中。气体旋涡中的污染物接触光催化性颗粒220，并在混合过程中可吸附或以其他方式附着于光催化性颗粒220。
适当的光催化性颗粒220(包括但不限于TiO2颗粒)可以以许多种组合物而广泛取得，所述组合物可根据预期的污染和价格等选择。作为一个实例，TiO2颗粒廉价、无毒、有效用于宽范围的空气传播污染物，并可以通过多种光源(例如，太阳、LED、高强度灯等)来活化。作为另外一种选择或者补充，光催化性颗粒可以包括例如在使用紫外光或可见光照射时可表现出光催化活性的半导体。实例包括金属元素和氧、氮、硫和/或氟的化合物。金属元素的实例包括Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Tc、Re、Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Ga、In、Tl、Ge、Sn、Pb、Bi、La、Ce。化合物的实例包括以上金属的一种或多种氧化物、氮化物、硫化物、氮氧化物、硫氧化物、氮氟化物、氟氧化物或氮氟氧化物。在一些实例中，适当的催化剂包括例如：钛、锆、锌、钨、锡的氧化物；钛酸钡；碳酸钡锶矿(barium strontianite)；钛酸铅钡或锆酸铅等。其中，优选的是Ti、W或Nb的氧化物，并且特别优选的是偏钛酸、二氧化钛或氧化钨等。光催化剂可以单独使用，或者可以组合使用其两种以上。光催化剂可以与各种掺杂物组合，例如：磷酸、氯化铁、三乙胺、三氟乙酸、硫脲、硝酸银、乙酸银、硝酸铜、硫酸铜、硼酸及其组合；其他金属，例如上文中列出的金属元素；其他金属氧化物，例如：氧化锌、氧化铂、氧化镁和/或氧化铝等。在一些实例中，适当的催化剂包括锐钛矿型二氧化钛或金红石型二氧化钛。
优选的是，光催化性颗粒220可以具有相对于其体积而言较大的表面积。例如，它们可以是具有粗糙或起皱表面的近球形。光催化性颗粒220可以具有约1μm～约100μm的直径。在一些实例中，光催化性颗粒220具有大于4μm、例如约10μm的平均直径。光催化性颗粒的平均直径的具体实例包括约4μm、约5μm、约10μm、约20μm、约30μm、约40μm、约50μm、约60μm、约70μm、约80μm、约90μm、约100μm及这些值中任意二者之间的范围。光催化性颗粒可以全部具有相同尺寸，或者可以具有尺寸分布。不需要以尺寸精确的颗粒分布为起点，因为如下所述，腔室210中的气体旋涡的旋风作用可从气体旋涡中除去过大或过小的颗粒。
可使至少一个光源240在可活化光催化性颗粒220的一种或多种波长或一定波长范围下，照射光催化性颗粒220。在一些实例中，光源以一种或多种UV波长发光。确切的波长或波长范围取决于光催化剂的组成。例如，用于二氧化钛的适当波长可以为约190nm～约400nm。在单一波长下照射也是有效的；例如二氧化钛已用作335nm的激光照射下的光催化剂。根据光催化剂不同，其他波长范围也可以是适合的。例如，掺杂有氮离子或三氧化钨的二氧化钛可以在可见光下具有光催化活性。可以包括一种或多种LED、灯或阳光的光源240发出通过容器212一个壁上的透明窗口242进入腔室210的光。可以使用其他装置，如光管、镜面等，来将光从光源240导引至腔室210中。作为另外一种选择，可以将适当的小型长寿命光源(例如，UV-LED)安装在腔室210自身内部。
据认为，光催化性颗粒220吸收的透射光在光催化性颗粒220的表面上产生反应性单线态氧。反应性单线态氧使接触颗粒220的污染物氧化，从而净化污染空气。旋涡混合和颗粒旋转不断地将颗粒220接触污染物的表面暴露于光源240的照射下。因此，各颗粒220的整个表面区域(即入射光和气流22中的污染物都可接触的表面区域)均可以有效地成为光催化剂。
随着悬浮在空气旋涡中的颗粒通过腔室210传播，腔室的递减半径使作用于颗粒的有效离心力增大。较大或较致密的污染物(即尺寸大于截止点的颗粒)撞击腔室210的壁并离开腔室的窄端。这一旋风引发的分离可按颗粒尺寸而非颗粒种类进行选别，因此落在腔室210之外的颗粒可以包括光催化性颗粒220、污染物和其他颗粒。在一些情形中，将光催化性颗粒220的尺寸选择为等于或大于腔室截止点，从而使至少部分光催化性颗粒220落在旋涡之外。
连接于腔室210的窄端的再循环导管230将已落在旋涡之外的颗粒供给回容许其进入入口214的气流22中。在一些情形中，对通过导管230输送的颗粒进行过滤，以防止污染物与光催化性颗粒一起再循环。例如，再循环导管230可以包括可选的静电过滤器(未示出，其基于颗粒的电性质而筛分颗粒)，和/或捕集器(基于动量过滤颗粒)。再循环的光催化性颗粒220保持在导管中直至其抵达入口214，在该点其再次进入腔室210中的气体旋涡，从而在腔室210内与污染气体混合并将其净化。
如净化空气等净化气体通过在腔室210的宽端的出口216离开腔室210。连接于出口216的另一可选的静电过滤器(未示出)从离开的气体中除去较小的颗粒。例如，所述另一可选的静电过滤器可以捕集直径为约4μm以下的颗粒，因为这种颗粒通常具有不良的生理作用。然后将净化气体被输送至其目的地。
光催化性颗粒220可以定期替换或按需替换，以确保净化器200的正常运转。在光催化性颗粒220已失去活性一段时间(或者具有同一尺寸的多种污染物颗粒已共同捕集在旋涡中)后，将气流22切断，并且使腔室220中的所有颗粒落在腔室220的底部，将其除去。作为另外一种选择，如果光催化性颗粒220大于腔室截止点，则通过断开再循环管线230与入口214的连接来连续、定期或按需地将失活的光催化性颗粒220循环出腔室210。可将新鲜的光催化性颗粒220通过入口214装载至腔室210中，以替换废弃的光催化性颗粒220。
与其壁涂布有光催化剂的旋风腔室相比，本文公开的本技术方案的实施方式能够在没有繁重维护的情况下提供更佳的性能。例如，涂布有光催化剂的旋风腔室中活性表面积受管道的内表面积所限，而本技术方案的实施方式的活性表面仅受限于气体旋涡中悬浮的光催化性颗粒的数量和尺寸。具有较厚催化剂层的涂布型旋风腔室是低效的，因为典型的催化剂(例如，TiO2)吸收UV光，因此活化仅发生在表面附近，并且空气流仅接触催化剂表面。光催化剂面积可以通过将催化剂涂层延伸至遍布管道内而增大，但这增加了成本支出和光照难度。此外，典型的管道并不为保持高效节能的旋涡而成型，特别是考虑到安装时常见的扭曲和反转。最后，光催化剂的替换成本高且繁琐，因为其涉及替换或再涂布管道网络。
实施例1：旋风光催化性颗粒空气净化器套件
不同于担载催化剂的过滤器，旋风颗粒分离器不阻碍气体流动通过该系统。因此，与涂布有光催化剂的过滤器相比，本技术方案的实施方式可以更容易地改进现有空气处理系统而不造成破坏。
在一个实施例中，将如图1所示的腔室10等常规旋风腔室改造为使用本技术方案的说明性套件进行光催化型气体净化。首先，通过添加一个或多个石英窗口和再循环管线来改造旋风腔室，所述再循环管线连接旋风腔室的下部颗粒出口和上部空气入口。接下来，将空气导引至输入端以启动旋风。将具有高表面积且平均直径为10μm的TiO2颗粒的收集物添加至腔室输入端并悬浮在旋风中。大部分颗粒因其尺寸/密度和旋风的递减半径而最终落在旋风之外，进入再循环出口，并被导引(利用另外的气流)回入口，从而再次进入旋风中。首次添加光催化剂颗粒时，一小部分约1微米或小于1微米的颗粒通过出口，并受到静电过滤器捕获。
将一排高强度UV-LED设置于旋风腔室外部，通过腔室侧壁上的石英窗口照射腔室中的颗粒。将污染空气导引通过旋风腔室，使空气传播污染物吸附在TiO2颗粒的表面上。UV光照使光催化剂颗粒的表面活化，并通过旋涡的混合和颗粒的旋转，使吸附污染物的颗粒表面的至少一部分受到光活化。所获得的单线态氧和羟基自由基使所吸附的污染物氧化，从而净化腔室中的空气。净化空气离开旋风并将其导引通过所附的空气处理系统。改造的旋风腔室的正常运转通过比较入口处未净化气体和出口排放出的净化气体的光谱测量验证。
实施例2：通风柜
在另一说明性实施例中，使用至少部分填充有光催化性颗粒的旋风腔室过滤由实验室或教室的通风柜排出的废气。风扇或压差迫使由通风柜中化学品散发的烟气和/或蒸汽进入与旋风腔室入口连接的管道中。例如，负压可以抽吸来自通风柜中无覆盖的溶剂的蒸汽，并吸入所述管道中。
烟气/蒸汽进入旋风腔室，在该处它们与近球形TiO2颗粒的收集物一起循环或吸附于其上。使紫外灯照射TiO2颗粒，引起TiO2颗粒氧化溶剂和其他被吸附的材料。氧化反应使来自通风柜的废气净化，并且可以将净化废气排放至大气中。
本文所描述的主题有时说明的是包含于不同的其他组成部分中的或与其关联的不同组成部分。应当理解，这些所描绘的体系结构只是举例，并且实际上还可以实现许多其他体系结构，该体系结构可实现相同功能。在概念意义上，任何可实现相同功能的组成部分的设置都可以有效“结合”，以使所期望的功能得到实现。因此，可以预期，为实现特定功能而组合的任何两个本文中的组成部分均可以彼此“结合”以使所期望的功能得到实现，而与体系结构或中间组成部分无关。类似地，可以预见，如此结合的任何两个组成部分还均可以彼此“可运作地接合”或者“可运作地连接”以实现所期望的功能，并且，可以预见，能够如此结合的任何两个组成部分也可以彼此“能够可运作地连接”从而实现所期望的功能。能够可运作地连接的具体实例包括但不限于可物理耦合的和/或物理交互的组成部分，和/或可无线交互的和/或无线交互的组成部分，和/或逻辑交互的和/或可逻辑交互的组成部分。
关于本文中使用的基本上任何复数和/或单数术语，在适合上下文和/或应用的情况下，本领域技术人员可以将复数转化为单数和/或将单数转化为复数。为清楚起见，本文中可能明确地阐述了各种单数/复数转换。
本领域技术人员将会理解，一般而言，本文中、特别是所附权利要求(例如，所附权利要求的主体)中所使用的术语通常意在作为“开放式”术语(例如，术语“包括(including)”应理解为“包括但不限于”，术语“具有”应理解为“至少具有”，术语“包括(includes)”应理解为“包括但不限于”，等等)。本领域技术人员将进一步理解，如果意图表示特定数量的引入权利要求的列举，则这样的意图将在权利要求中进行明确地陈述，在没有这样的叙述的情况下，则没有这样的意图。例如，为帮助理解，以下所附的权利要求可能包含对引入性短语“至少一个”和“一个或多个”的使用，以引入权利要求列举。
然而，这种短语的使用不应解释为暗示由不定冠词“a”或“an”引入权利要求的列举将包含这种引入权利要求的列举的任何特定权利要求限制为包含仅仅一种这种列举的发明，即使当同一权利要求包括引入性短语“一个或多个”或“至少一个”和如“a”或“an”等不定冠词时亦如此(例如，“a”和/或“an”通常应解释为“至少一个”或“一个或多个”的意思)；这同样适用于引入权利要求列举的定冠词的使用。另外，即使明确地陈述了特定数量的引入权利要求的列举，本领域技术人员也将认识到这种列举通常应解释为指至少为所列举的数量(例如，没有其他修饰语的“两种列举”这种单纯的列举通常是指至少两种列举或者两种以上列举)。
此外，在其中采用类似于“A、B和C等中的至少一个”的惯用说法的那些情形中，通常这类修辞意指本领域技术人员会理解该惯用说法(例如，具有“A、B和C中至少一个的系统”会包括但不限于只具有A的系统、只具有B的系统、只具有C的系统、同时具有A和B的系统、同时具有A和C的系统、同时具有B和C的系统和/或同时具有A、B和C的系统等)。在其中采用类似于“A、B或C等中的至少一个”的惯用说法的那些情形中，通常这类修辞意指本领域技术人员会理解该惯用说法(例如，“具有A、B或C中的至少一个的系统”包括但不限于只具有A的系统、只具有B的系统、只具有C的系统、同时具有A和B的系统、同时具有A和C的系统、同时具有B和C的系统和/或同时具有A、B和C的系统等)。
本领域技术人员还应理解，实际上，带出两个以上可选择的术语的任何转折连词和/或短语，无论是在说明书、权利要求书还是附图中，都应被理解为设想了包括这些术语之一、这些术语中的任一个或者全部这些术语的可能。例如，短语“A或B”将被理解为包括“A”或“B”或者“A和B”的可能。
以上所述的说明性实施方式出于说明和描述的目的而提出。不应认为所公开的精确形式是排他或限制性的，并且根据以上教导可以进行修改和变型，或者在实施所公开的实施方式时可获得这种修改和变型。本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (36)

1.一种气体净化器，所述气体净化器包括：
界定出腔室的容器；
位于所述腔室中的光催化性颗粒；
容许气流进入所述腔室的入口，所述气流在所述腔室中引起气体旋涡，从而使至少部分所述光催化性颗粒悬浮，悬浮的所述光催化性颗粒接触气体流中的污染物；
使悬浮的所述光催化性颗粒活化的光源；和
将所述气流从所述腔室中排放出的出口。
2.如权利要求1所述的气体净化器，其中，所述腔室具有大于约10μm的截止点。
3.如权利要求1所述的气体净化器，其中，所述腔室的半径沿所述腔室的长度递减。
4.如权利要求3所述的气体净化器，其中，所述腔室为圆锥体、截头圆锥体、抛物面或双曲面的形状。
5.如权利要求1所述的气体净化器，其中，至少部分所述光催化性颗粒包括二氧化钛。
6.如权利要求1所述的气体净化器，其中，所述光催化性颗粒各自的直径为约1μm～约100μm。
7.如权利要求1所述的气体净化器，其中，所述光催化性颗粒具有约10μm的平均直径。
8.如权利要求1所述的气体净化器，其中，所述气流包括污染空气。
9.如权利要求1所述的气体净化器，所述气体净化器还包括连接在所述入口与所述腔室的一端之间的导管，所述导管将落在所述气体旋涡之外的光催化性颗粒传送回所述腔室中。
10.如权利要求1所述的气体净化器，所述气体净化器还包括位于所述出口的捕集器，以收集低于阈值尺寸的颗粒。
11.如权利要求10所述的气体净化器，其中，所述阈值尺寸为约1μm。
12.如权利要求10所述的气体净化器，其中，所述捕集器包括静电过滤器。
13.如权利要求1所述的气体净化器，其中，所述光源包括发光二极管、灯和窗口中的至少一种。
14.一种净化气流的方法，所述方法包括：
容许所述气流进入腔室以在所述腔室中引起气体旋涡，所述气体旋涡使接触所述气流中的污染物的光催化性颗粒悬浮；
照射悬浮的所述光催化性颗粒，以使悬浮的所述光催化性颗粒活化；和
从所述腔室中排放出所述气流。
15.如权利要求14所述的方法，其中，所述气流包括污染空气。
16.如权利要求14所述的方法，其中，所述腔室的半径沿所述腔室的长度递减。
17.如权利要求14所述的方法，其中，所述腔室为圆锥体、截头圆锥体、抛物面或双曲面的形状。
18.如权利要求14所述的方法，其中，所述气体旋涡引起从所述气流中除去直径大于约10μm的颗粒。
19.如权利要求14所述的方法，其中，至少部分所述光催化性颗粒包括二氧化钛。
20.如权利要求14所述的方法，其中，所述光催化性颗粒各自的直径为约1μm～约100μm。
21.如权利要求14所述的方法，其中，所述光催化性颗粒具有约10μm的平均直径。
22.如权利要求14所述的方法，所述方法还包括将落在所述气体旋涡之外的光催化性颗粒传送回所述气体旋涡中。
23.如权利要求14所述的方法，其中，照射悬浮的所述光催化性颗粒的过程包括激活紫外(UV)光源。
24.如权利要求23所述的方法，其中，所述UV光源包括发光二极管、灯和窗口中的至少一种。
25.如权利要求14所述的方法，其中，排放出所述气流的过程还包括捕集低于阈值尺寸的颗粒。
26.如权利要求25所述的方法，其中，所述阈值尺寸为约1μm。
27.如权利要求25所述的方法，其中，捕集颗粒的过程以静电方式进行。
28.一种气体净化器，所述气体净化器包括：
界定出腔室的容器；
容许气流进入所述腔室的入口，所述气流在所述腔室中引起气体旋涡，从而使颗粒在所述腔室中悬浮；
连接在所述入口与所述腔室的一端之间的导管，以将至少部分落在所述气体旋涡之外的颗粒传送回所述腔室中；和
将所述气流从所述腔室中排放出的出口。
29.如权利要求28所述的气体净化器，其中，所述腔室具有大于约10μm的截止点。
30.如权利要求28所述的气体净化器，其中，所述腔室的半径沿所述腔室的长度递减。
31.如权利要求28所述的气体净化器，其中，所述气流包括污染空气。
32.如权利要求28所述的气体净化器，所述气体净化器还包括与所述腔室的所述入口、所述导管和所述端中的至少一个连接的捕集器，以收集高于阈值尺寸的颗粒。
33.如权利要求28所述的气体净化器，所述气体净化器还包括位于所述出口的捕集器，以收集低于阈值尺寸的颗粒。
34.如权利要求32所述的气体净化器，其中，所述阈值尺寸为约1μm。
35.如权利要求32所述的气体净化器，其中，所述捕集器包括静电过滤器。
36.如权利要求28所述的气体净化器，所述气体净化器还包括光源，以照射悬浮于所述气体旋涡中的所述颗粒。
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