CN104028378B - 一种采用负氧离子炮净化空气的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明将负高压电极板设计和制作成具有恰当孔径的圆孔阵列，并在圆孔周围固定具有一定倾斜角度的纳米级复合金针电极，当施加负高压于圆孔边缘上倾斜电极阵列时，由于备金针电极负高压电场的相互耦合加强作用，形成高速离子束直接轰击空气中的雾霾和尘埃等颗粒，致使这些颗粒电离，并为净化器内设置的负高压电极板所吸附，达到快速清除雾霾和尘埃等作用。应用此项发明技术，可高效快速达到清除空气中雾霾、尘埃和甲醛等有害物质颗粒的目的。同时产生的负氧离子具有清鲜空气和回归自然的显著作用。

Description

一种采用负氧离子炮净化空气的方法
技术领域
本发明专利涉及一种采用负氧离子炮净化空气的方法。
背景技术
施加负高压于金属负高压电极是所有商品化负氧离子空气净化器的核心技术。通过金属电极端部的负高压电场或称电晕使空气中的氧分子电离而产生负氧离子用于清新空气。目前，商品化的负氧离子空气净化器中的金属电极或金属电极端部固定富勒烯的电极普遍分立固定，负高压电极之间无相互作用，通过施加在这些电极端部的局域负高压电离空气中的氧分子产生负氧离子。对空气中的尘埃、雾霾和甲醛等有害物质颗粒净化作用不显著。为净化空气中的甲醛等分子，许多商品化的负氧离子空气净化器普遍另外增设臭氧分子发生器，有更多的商品化负氧离子空气净化器加活性碳过滤网以滤除通过净化器空气中的尘埃等物质颗粒。这些技术对于悬浮于空气中的雾霾、尘埃和甲醛等有害颗粒的清除效率低、效果差，甚至在许多净化器中几乎没有清除空气中这些有害颗粒的作用。
本项发明针对当前环境空气中雾霾和尘埃等有害物质污染日益严重和当前商品化负氧离子空气净化品除尘效果差的问题，发明了用于利用通气孔洞和负高压电极阵列相结合技术，加强负高压电极之间的局域电场耦合，形成高动量的负氧离子束流轰击电离空气中悬浮的尘埃和雾霾等有害物质颗粒，并通过内置负高压板吸附收集电离的尘埃颗粒，达到空气除尘净化的高效性和作用，产生的负氧离子同时具有空气还原，回归自然的突出作用。
现有商品化空气净化器中的负高压金属电极之间距离大，负高压电极间的负高压电场相互作用弱甚至无相互作用，产生的负氧离子气流速度低，负氧离子输送距离近，对空气中悬浮的尘埃等颗粒净化作用差甚至没有净化作用。针对这些问题，本项发明将一定孔径的孔洞与孔洞边缘负高压电极阵列相结合，加强负高压电极之间的局域电场耦合形成离子“炮”，提高负氧离子动量并形成高速离子束流，轰击电离空气中悬浮的尘埃等有害颗粒并为特设功能装置吸附收集，从而达到高效快速净化空气的效果。
发明内容
本发明专利的目的在于解决上述技术问题，提供一种采用负氧离子炮净化空气的方法：
本发明采用如下技术方案：
一种采用负氧离子炮净化空气的方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一：制备具有孔洞的负高压电极板
首先采用通用电路板作为负高压电极板(1)，并在其上制备出密度约为0.0004个/mm2的孔洞(2)，该孔洞的直径为15-25mm。
步骤二，制备负高压纳米级针状电极
将直径约为500μm(微米)棒状的钢针金属负高压电极沉浸入电化学电解液中，在控制软件的控制下，以开始速度为0.5mm/s到最后为0.005mm/s的速度，均匀降速的将该钢针金属负高压电极从电化学电解液中拉出，提拉时间为12小时，之后获得直径约为1300～1700μm的针状钢针，
将获得的针状钢针浸入化学抛光液中进行表面化学抛光处理7小时，取出吹干，从而获得经电子刻蚀制备而成表面光滑的纳米级针状电极，并以钢针表面为衬底，利用金膜生长技术在针状钢针的针尖端表面制备约100～200μm厚的薄膜，所述针尖端表面占针状钢针外表面的1/5-1/3，获得钢针与金膜复合型负高压纳米级针状电极(3)。
步骤三，制备孔洞空气阵列板
将步骤二所制得的金膜复合型负高压纳米级针状电极(3)均以一定的倾角固定于孔洞(2)的边缘，针尖朝上，并且针尖之间的间隙约为4～5mm，每个针状金属电极的倾角相同，形成多个电极针尖圆形阵列，制得孔洞空气列阵板，所述每个孔洞(2)的金复合型负高压纳米级针状电极(3)的数量为3-5个，倾角为40-50°，优选45°。
步骤四，施加负高压
在步骤三所制备的孔洞空气阵列板上施加负高压，该负高压是7000～12000伏，使得每个电极针尖圆形阵列的中心轴线上将产生具有高动量的负氧离子束流或“离子风”，高动量负氧离子束能够流轰击电离悬浮于空气中的尘埃和雾霾等有害物质颗粒，从而达到净化空气的效果。
步骤二中所述电解液为普通水。
步骤二中所述的化学抛光液为15％HNO3、10％高氯酸和余量为水H2O配比。
步骤二中所述的金膜生长技术包括以下步骤：
将所制得的纳米级针状电极的针尖端向下暴露悬掛于浅射舟约400mm的上方，置入电子浅射真空室中，开启设备抽真空到10-6～7托(torr)真空度，并将真空室加热器加热至300℃的高温，开启电子束浅射控制开关，将浅射舟中的金材料电子浅射蒸发至悬掛于上方表面暴露的钢针针尖端的电极表面沉积厚度约为100～150μm成膜，在此真空度和300℃的高温条件下，恒温1小时后，逐渐降温冷却到室温。
步骤四中所述的负氧离子束流的离子流动方向垂直于孔洞(2)向上。
有益效果：
负氧离子“炮”形成的高动量负氧离子束流轰击电离悬浮于空气中的尘埃和雾霾等有害物质颗粒，这些经轰击电离的有害颗粒分别被净化器中特殊设计的正负高压电极板吸附收集。应用此技术可省去诸如活性碳等形式的过滤网装置，可降低成本，提高空气净化效率，具有较高的经济效益和社会效益。
附图说明
下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1为本发明的负高压电极板结构示意图；
图2为本发明孔洞空气列阵板的结构示意图；
图3为孔洞空气列阵板上施加负高压的示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
如图1-3所示，一种采用负氧离子炮净化空气的方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一：制备具有孔洞的负高压电极板
首先采用通用电路板作为负高压电极板(1)，并在其上制备出密度约为0.0004个/mm2的孔洞(2)，该孔洞的直径为10-25mm。
步骤二，制备负高压纳米级针状电极
将直径约为500μm(微米)棒状的钢针金属负高压电极沉浸入电化学电解液中，所述电解液为普通水。在控制软件的控制下，以开始为每分钟0.5mm/s到最后为0.005mm/s的非均速地缓慢提拉。经12小时的电化学电子刻蚀后获得直径约为1300～1700μm的针状钢针，将获得的针状钢针浸入15％HNO3、10％高氯酸和余量为水H2O配比的化学抛光液中进行表面化学抛光处理7小时，取出吹干，从而获得经电子刻蚀制备而成表面光滑的纳米级针状电极，并以钢针表面为衬底，利用金膜生长技术在针状钢针约5mm长的针尖端表面制备约100～200μm厚的薄膜，获得钢针与金膜复合型负高压纳米级针状电极(3)。
所述的金膜生长技术包括以下步骤：
将所制得的纳米级针状电极的针尖端向下暴露悬掛于浅射舟约400mm的上方，置入电子浅射真空室中，开启设备抽真空到10-6～7托(torr)真空度，并将真空室加热器加热至300℃的高温，开启电子束浅射控制开关，将浅射舟中的金材料电子浅射蒸发至悬掛于上方表面暴露的钢针针尖端的电极表面沉积厚度约为100～150μm成膜，在此真空度和300℃的高温条件下，恒温1小时后，逐渐降温冷却到室温。
步骤三，制备孔洞空气列阵板
将步骤二所制得的复合型负高压纳米级针状电极(3)固定于孔洞(2)的边缘并具有一定的倾角，针尖朝上，并且针尖之间的间隙约为4～5mm，每个针状金属电极的倾角相同，形成多个电极针尖圆形阵列，制得孔洞空气列阵板，所述复合型负高压纳米级针状电极(3)的数量为3-5个，倾角为40-50°，优选45°。
步骤四，施加负高压
在步骤三所制备的孔洞空气列阵板上施加负高压，该负高压是7000～12000伏，使得每个电极针尖圆形阵列的中心轴线上将产生具有高动量的负氧离子束流或“离子风”，高动量负氧离子束能够流轰击电离悬浮于空气中的尘埃和雾霾等有害物质颗粒，从而达到净化空气的效果。
图3种可以看出，步骤四中所述的负氧离子束流的离子流动方向垂直于孔洞(2)向上。
应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (5)

1.一种采用负氧离子炮净化空气的方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一：制备具有孔洞的负高压电极板
首先采用通用电路板作为负高压电极板(1)，并在其上制备出密度约为0.0004个/mm2的孔洞(2)，该孔洞的直径为15-25mm；
步骤二，制备负高压纳米级针状电极
将直径约为500um(微米)棒状的钢针金属负高压电极沉浸入电化学电解液中，在控制软件的控制下，以开始速度为0.5mm/s到最后0.005mm/s的速度，均匀降速的将该钢针金属负高压电极从电化学电解液中拉出，提拉时间为12小时，之后获得直径约为1300-1700um的针状钢针，
将获得的针状钢针浸入化学抛光液中进行表面化学抛光处理7小时，取出吹干，从而获得经电子刻蚀制备而成表面光滑的纳米级针状电极，并以钢针表面为衬底，利用金膜生长技术在针状钢针的针尖端表面制备约100-200um厚的薄膜，所述针尖端表面占针状钢针外表面的1/5-1/3，获得钢针与金膜复合型负高压纳米级针状电极(3)；
步骤三，制备孔洞空气阵列板
将步骤二所制得的金膜复合型负高压纳米级针状电极(3)均以一定的倾角固定于孔洞(2)的边缘，针尖朝上，并且针尖之间的间隙约为4-5mm，每个针状金属电极的倾角相同，形成多个电极针尖圆形阵列，制得孔洞空气阵列板，所述每个孔洞(2)的金复合型负高压纳米级针状电极(3)的数量为3-5个，倾角为45°；
步骤四，施加负高压
在步骤三所制备的孔洞空气阵列板上施加负高压，该负高压是7000-12000伏，使得每个电极针尖圆形阵列的中心轴线上将产生具有高动量的负氧离子束流或“离子风”，高动量负氧离子束能够轰击电离悬浮于空气中的尘埃和雾霾等有害物质颗粒，从而达到净化空气的效果。
2.如权利要求1所述的一种采用负氧离子炮净化空气的方法，其特征在于步骤二中所述电解液为普通水。
3.如权利要求1所述的一种采用负氧离子炮净化空气的方法，其特征在于步骤二中所述的化学抛光液为15％ HNO3、10％高氯酸和余量为水H2O配比。
4.如权利要求1所述的一种采用负氧离子炮净化空气的方法，其特征在于步骤二中所述的金膜生长技术包括以下步骤：
将所制得的纳米级针状电极的针尖端向下暴露悬掛于溅射舟约400mm的上方，置入电子溅射真空室中，开启设备抽真空到10-6～7托(torr)真空度，并将真空室加热器加热至300℃的高温，开启电子束溅射控制开关，将溅射舟中的金材料电子溅射蒸发至悬掛于上方表面暴露的钢针针尖端的电极表面沉积厚度约为100-150um成膜，在此真空度和300℃的高温条件下，恒温1小时后，逐渐降温冷却到室温。
5.如权利要求1所述的一种采用负氧离子炮净化空气的方法，其特征在于步骤四中所述的负氧离子束流的离子流动方向垂直于孔洞(2)向上。
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