CN104056513A - 基于碳黑纳米流体的空气细颗粒净化装置及流体制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于碳黑纳米流体的空气细颗粒净化装置，包括鼓风机、进气管、水管、水泵、液膜净化器、第一顶盖、分液器、第一除雾隔网、导流丝、连通管、剪切净化器、气泡切割机、电动机、排气管、负离子发生器、消音器、第二顶盖和第二除雾隔网；分液器的进口端通过水管连接在液膜净化器的底部，分液器的出口端设有通孔；导流丝的一端固定连接在分液器的通孔中，导流丝的另一端固定连接在液膜净化器的壁面上；气泡切割机位于剪切净化器中，电动机的传动轴与气泡切割机连接；液膜净化器和剪切净化器中均设有碳黑纳米流体。该净化装置能够有效吸附空气中的细颗粒物。同时还公开了流体制备方法，该方法制备的流体具有更好的分散稳定性。

Description

基于碳黑纳米流体的空气细颗粒净化装置及流体制备方法

技术领域

本发明属于空气净化技术领域，具体来说，涉及一种基于碳黑纳米流体的空气细颗粒净化装置及流体制备方法，该净化装置尤其适用于空气中PM2.5粉尘、甲醛、硫化氢等酸性气体的净化。

背景技术

2013年2月，全国科学技术名词审定委员会将PM2.5的中文名称命名为细颗粒物。细颗粒物的化学成分主要包括有机碳（OC）、元素碳（EC）、硝酸盐、硫酸盐、铵盐、钠盐（Na+）等。细颗粒物指环境空气中空气动力学当量直径小于等于 2.5 微米的颗粒物。它能较长时间悬浮于空气中，其在空气中含量浓度越高，就代表空气污染越严重。

虽然PM2.5只是地球大气成分中含量很少的组分，但它对空气质量和能见度等有重要的影响。与较粗的大气颗粒物相比，PM2.5粒径小，面积大，活性强，易附带有毒、有害物质（例如，重金属、微生物等），且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。研究表明，颗粒越小对人体健康的危害越大。细颗粒物能飘到较远的地方，因此影响范围较大。细颗粒物对人体健康的危害要更大，因为直径越小，进入呼吸道的部位越深。10μm直径的颗粒物通常沉积在上呼吸道，2μm以下的可深入到细支气管和肺泡。细颗粒物进入人体到肺泡后，直接影响肺的通气功能，使机体容易处在缺氧状态。

目前细颗粒物主要的应对措施主要分为以下三种：1）过滤法，包括空调、加湿器、空气清新器等，优点是明显降低PM2.5的浓度，缺点是滤膜需要清洗或更换。2）水吸附法。超声雾化器、室内水帘、水池、鱼缸等，能够吸收空气中的亲水性PM2.5，缺点是增加湿度，憎水性PM2.5不能有效去除。3）植物吸收法。植物叶片具有较大的表面积，能够吸收有害气体和吸附PM2.5，优点是能产生有利气体，缺点是吸收效率低，有些植物会产生有害气体。

传统的空气净化器是利用固体（态）网格膜（即应用不同的网格膜/布），采取“阻挡”、“隔离”、“吸收”等方法，滤除掉空气中的细微颗粒，达到“净化”空气的目的。实际上这种网格膜/布仅仅只对直径>3.0μm的颗粒物有效，可以将其“滤阻”在外，而对直径≤2.5μm的PM2.5颗粒过滤。现在国际上已有先进的高效净化器膜是HEPA/ULPA组合固态膜(硼硅纤维纸装膜)，但也只能滤阻部分的PM2.5细颗粒，对PM2.0以下的颗粒滤阻效果差，尤其是其功能衰减周期较快，一般只能一次性使用，从而使这种过滤器很难广泛应用、普惠大众。可以看出，现有涩北对于空气中的细颗粒净化都存在这一定的缺陷，研究低成本、高效的细颗粒净化装置是一项非常有意义的课题。

发明内容

技术问题：本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于碳黑纳米流体的空气细颗粒净化装置，能够有效吸附空气中的细颗粒物，且该净化装置中碳黑纳米流体净化液能稳定存在，不易团聚，可长期使用。同时还提供一种碳黑纳米流体的制备方法，该方法简单易操作，能够有效获得所需质量分数的碳黑纳米流体，且具有更好的分散稳定性。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种基于碳黑纳米流体的空气细颗粒净化装置，该净化装置包括鼓风机、进气管、水管、水泵、液膜净化器、第一顶盖、分液器、第一除雾隔网、导流丝、连通管、剪切净化器、气泡切割机、电动机、排气管、负离子发生器、消音器、第二顶盖和第二除雾隔网，所述的鼓风机通过进气管连接在液膜净化器的底部，分液器固定连接在液膜净化器的壁面上，分液器的进口端通过水管连接在液膜净化器的底部，分液器的出口端设有成排布设的通孔；水管中设有水泵，水泵的进口端朝向液膜净化器的底部，水泵的出口端朝向分液器的进口端；导流丝位于液膜净化器中，且导流丝倾斜布设，导流丝的一端固定连接在分液器出口端的通孔中，导流丝的另一端固定连接在液膜净化器的壁面上；第一顶盖固定连接在液膜净化器的顶端，第一除雾隔网固定连接在液膜净化器的内腔中，且第一除雾隔网位于第一顶盖和导流丝之间；连通管的一端位于液膜净化器中，且位于第一除雾隔网上方，连通管的另一端穿过第一顶盖，固定连接在剪切净化器的底部；气泡切割机位于剪切净化器中，第二顶盖固定连接在剪切净化器的顶端，第二除雾隔网固定连接在剪切净化器的内腔中，排气管设置在第二顶盖中，排气管连通剪切净化器的内侧和外侧；排气管管路上方依次安装有消音器和负离子发生器；电动机固定在第二顶盖上，且电动机的传动轴穿过第二顶盖与气泡切割机连接；液膜净化器和剪切净化器中均设有碳黑纳米流体，且液膜净化器中的碳黑纳米流体的液面位于导流丝下方，剪切净化器中的碳黑纳米流体的液面位于气泡切割机顶面和第二除雾隔网之间。

进一步，所述的气泡切割机包括转轴、轴向切割网和周向切割网，轴向切割网和周向切割网分别固定连接在转轴上，轴向切割网与转轴相平行，周向切割网与转轴相垂直，轴向切割网和周向切割网分别由切割丝纵横交错布设而成。

进一步，所述的切割丝的直径为0.3—0.5mm，间距为0.5—1mm。

进一步，所述的导流丝的直径为1—2mm，相邻上下两排导流丝的间距为20—50mm，在每一排导流丝中，相邻两根导流丝的间距为1—3mm。

进一步，所述的第一顶盖和第二顶盖为整体件。

进一步，所述的碳黑纳米流体由碳黑球状纳米颗粒、分散剂、pH值调节剂和基液组成，分散剂为OP-10乳化剂，pH值调节剂为NaOH，基液为纯水，碳黑球状纳米颗粒占碳黑纳米流体的质量分数为0.2%，分散剂占碳黑纳米流体的质量分数为0.4%，NaOH占碳黑纳米流体的质量分数为0.004%，余量为纯水。

进一步，所述的碳黑球状纳米颗粒的粒径为20nm。

一种上述的基于碳黑纳米流体的空气细颗粒净化装置中的流体制备方法，该制备方法包括以下步骤：

步骤10） 首先向纯水中依次添加NaOH粉末、OP-10乳化剂和碳黑球状纳米颗粒，形成初始纳米流体，初始纳米流体中，碳黑球状纳米颗粒的质量分数为0.5%，NaOH的质量分数为0.01%，OP-10乳化剂的质量分数为1%；

步骤20）利用恒温磁力搅拌器，在温度为20℃的环境下，搅拌初始纳米流体120分钟；

步骤30） 在温度为20℃的超声水浴中，振荡步骤20）处理后的初始纳米流体30分钟，振荡频率为45kHz；

步骤40）利用紫外可见分光光度计，测量步骤30）振荡后的初始纳米流体的吸光度A_ini；

步骤50）将步骤30）处理后的初始纳米流体静置24小时，该初始纳米流体分为上层未沉降的纳米流体和下层沉降的纳米颗粒，然后将上层未沉降的纳米流体分离出来；

步骤60）利用紫外可见分光光度计，测量步骤50）分离出来的纳米流体的吸光度A_af；

步骤70）使用纯水稀释步骤50）分离出来的纳米流体，稀释比例为：分离出来的纳米流体质量∶加入的纯水溶液质量= A_ini∶（2.5A_af-A_ini），获得质量分数为0.2%的碳黑纳米流体。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

（1） 能够有效吸附空气中的细颗粒物。本发明中采用的碳黑纳米流体中的碳黑纳米粒子属于憎水性固体颗粒。通过OP-10表面活性剂，碳黑纳米粒子能很好分散在碱性溶液中。这样，空气中的细颗粒物在碳黑纳米粒子强烈的吸附作用下，一起“溶”于碱性溶液，特别对于憎水性细颗粒有较好的净化作用。同时，本发明利用纳米流体中纳米粒子的小尺寸效应和在液体中强烈的扩散能力，使得只需很少量的纳米粒子就能均匀、稳定的分布到整个液体中。细颗粒对于宏观来说非常微小，但是对于纳米粒子来说却是极大颗粒。本发明通过液膜净化和剪切净化过程使得液体和其中的纳米粒子充分与空气中的细颗粒接触，使得亲水性细颗粒溶解于溶液中，而憎水性细颗粒则由于吸附了同样憎水性的碳黑纳米粒子（碳黑纳米粒子由于OP-10分散剂的作用已能很好分散与碱性溶液中），在碳黑纳米粒子的带动下，使得憎水性细颗粒也能一起“溶”于碱性溶液。

（2）碳黑纳米流体具有良好的分散稳定性。为了获得更为稳定分散的纳米流体，本发明的流体制备方法中，通过添加OP-10分散剂和调节pH值，利用纳米流体相对于微米悬浮液的更稳定分散性能，使得纳米流体净化液能稳定存在，不易团聚，可长期使用。而溶液中的NaOH可起到促进碳黑纳米粒子稳定分散，并能有效去除空气中包含二氧化碳、甲醛、硫化氢等酸性分子团的颗粒。

（3）本发明在液膜净化腔中设定了斜置的导流丝，导流丝其直径为1-2mm，导流丝间距为1-3mm，可使得纳米流体在其表面张力作用下覆盖导流丝之间的间隙，并沿着导流丝向下流动，使得液膜的双面均接触待净化的空气，增大接触面积，而且空气穿过导流丝之间的空隙时，可更为充分与纳米流体接触。

（4）本发明在剪切净化器中设定筒状气泡切割机。该气泡切割机包含了轴向切割网和周向切割网，可使得进入剪切净化器的气泡在轴向和周向双向切割，增大了气泡的切割效率，使得气泡更有效地被切割成更小，并更好的“沐浴”与纳米流体中。同时，电动机旋转使得纳米粒子进行高速的周向流动，使得纳米粒子击穿气泡的能力加强，并使得纳米粒子在气泡中的细颗粒更好的接触吸附，能更好的“溶”于碱性基液中。

（5）本发明采用了液膜净化器和剪切净化器两级净化，可使得体积相对较大的颗粒和包含二氧化碳、甲醛、硫化氢等酸性分子团的颗粒，以及硝酸盐、硫酸盐、铵盐、钠盐等易溶于水的颗粒可以很好地在液膜净化腔内进行净化；而非常细小的颗粒和憎水性颗粒则主要通过剪切净化腔内的纳米流体进行净化，由于液膜净化腔内纳米流体使用量相对较少，可以有效避免较大的颗粒和包含二氧化碳、甲醛、硫化氢等酸性分子团的颗粒，以及硝酸盐、硫酸盐、铵盐、钠盐等对用量较大的剪切净化腔内纳米流体的影响，延长用量较大的剪切净化腔内纳米流体的使用时间，只需跟换液膜净化腔内的少量纳米流体即可。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中气泡切割机的结构示意图。

图3 为本发明提供的试验的比吸光度曲线图。

图中有：鼓风机1、进气管2、水管3、水泵4、液膜净化器5、第一顶盖6、分液器7、第一除雾隔网8、导流丝9、连通管10、剪切净化器11、气泡切割机12、电动机13、排气管14、负离子发生器15、消音器16、碳黑纳米流体17、第二顶盖18、第二除雾隔网19、轴向切割网121、周向切割网122。

具体实施方式

如图1至图3所示，本发明的一种基于碳黑纳米流体的空气细颗粒净化装置，包括鼓风机1、进气管2、水管3、水泵4、液膜净化器5、第一顶盖6、分液器7、第一除雾隔网8、导流丝9、连通管10、剪切净化器11、气泡切割机12、电动机13、排气管14、负离子发生器15、消音器16、第二顶盖18和第二除雾隔网19。鼓风机1通过进气管2连接在液膜净化器5的底部。分液器7固定连接在液膜净化器5的壁面上，分液器7的进口端通过水管3连接在液膜净化器5的底部，分液器7的出口端设有成排布设的通孔。水管3中设有水泵4，水泵4的进口端朝向液膜净化器5的底部，水泵4的出口端朝向分液器7的进口端。导流丝9位于液膜净化器5中，且导流丝9倾斜布设。导流丝9的一端固定连接在分液器7出口端的通孔中，导流丝9的另一端固定连接在液膜净化器5的壁面上。第一顶盖6固定连接在液膜净化器5的顶端，第一除雾隔网8固定连接在液膜净化器5的内腔中，且第一除雾隔网8位于第一顶盖6和导流丝9之间。连通管10的一端位于液膜净化器5中，且位于第一除雾隔网8上方，连通管10的另一端穿过第一顶盖6，固定连接在剪切净化器11的底部。气泡切割机12位于剪切净化器11中。第二顶盖18固定连接在剪切净化器11的顶端，第二除雾隔网19固定连接在剪切净化器11的内腔中。排气管14设置在第二顶盖18中。排气管14连通剪切净化器11的内侧和外侧。排气管14管路上方依次安装有消音器15和负离子发生器16。消音器15位于排气管14和负离子发生器16之间。电动机13固定在第二顶盖18上，且电动机13的传动轴穿过第二顶盖18与气泡切割机12连接。液膜净化器5和剪切净化器11中均设有碳黑纳米流体17，且液膜净化器5中的碳黑纳米流体17的液面位于导流丝9下方。剪切净化器11中的碳黑纳米流体17的液面位于气泡切割机12顶面和第二除雾隔网19之间。

进一步，所述的气泡切割机12包括转轴、轴向切割网121和周向切割网122。轴向切割网121和周向切割网122分别固定连接在转轴上。轴向切割网121与转轴相平行，周向切割网122与转轴相垂直，轴向切割网121和周向切割网122分别由切割丝纵横交错布设而成。该气泡切割机12包含轴向切割网121和周向切割网122，可使得进入剪切净化器11中的气泡在轴向和周向双向切割，增大了气泡的切割效率，使得气泡更有效地被切割成更小，并更好的“沐浴”与碳黑纳米流体中。作为优选，所述的切割丝的直径为0.3—0.5mm，间距为0.5—1mm。

进一步，所述的导流丝9的直径为1—2mm，相邻上下两排导流丝的间距为20—50mm，在每一排导流丝中，相邻两根导流丝9的间距为1—3mm。将导流丝9设置为这些参数，可使得碳黑纳米流体17在其表面张力作用下覆盖导流丝9之间的间隙，并沿着导流丝9向下流动，使得液膜的双面均接触待净化空气，增大接触面积，而且待净化空气穿过导流丝9之间的空隙时，可更为充分与碳黑纳米流体17接触，从导流丝9底部流出的碳黑纳米流体再通过水泵4打入分液器7，并沿着分液器7的通孔孔再次流到导流丝9上，在导流丝9外形成向下流动的液膜。

进一步，所述的第一顶盖6和第二顶盖18为整体件。将第一顶盖6和第二顶盖18设为整体件，便于制造。

进一步，所述的碳黑纳米流体17由碳黑球状纳米颗粒、分散剂、pH值调节剂和基液组成，分散剂为OP-10乳化剂，pH值调节剂为NaOH，基液为纯水，碳黑球状纳米颗粒占碳黑纳米流体17的质量分数为0.2%，分散剂占碳黑纳米流体17的质量分数为0.4%，NaOH占碳黑纳米流体17的质量分数为0.004%，余量为纯水。碳黑球状纳米颗粒的粒径为20nm。

本发明的基于碳黑纳米流体的空气细颗粒净化装置的工作过程如下：

待净化的空气由鼓风机1吸入，并通过进气管2打入液膜净化器5底部，穿过位于液膜净化器5底部的碳黑纳米流体17和位于液膜净化器5中部包覆在导流丝9外的液膜层，经过第一除雾隔网8后进入连通管10的入口。

在液膜净化器5的多层液膜净化下，体积相对较大的颗粒和包含二氧化碳、甲醛、硫化氢等酸性分子团的颗粒，以及硝酸盐、硫酸盐、铵盐、钠盐等易溶于水的颗粒可以很好地“溶”于液膜净化器5的碳黑纳米流体中。非常细小的颗粒和憎水性颗粒则主要通过剪切净化器11内的碳黑纳米流体进行净化。

经过液膜净化器5净化处理后的气体，从液膜净化器5内出来后，通过连通管10进入剪切净化器11中。电动机12带动气泡切割机12旋转。气体在剪切净化器11内的气泡切割机12的剪切作用下，裂解为无数小气泡。电动机12旋转使得碳黑纳米粒子进行高速的周向流动，使得纳米粒子击穿气泡的能力加强，并使得纳米粒子与气泡中的细颗粒更好的接触吸附。对于常规尺寸来说，细颗粒由于非常微小难以捕捉，但对于纳米颗粒来说，细颗粒属于体积很大的固体，纳米粒子吸附着固体颗粒，并利用纳米粒子吸附分散剂后的亲水作用，使得细颗粒能更好的一起“溶”于碱性基液中。经过液膜净化器5和剪切净化器11两级净化后的空气，经过第二除雾隔网19后进入空气出口，并流经负离子发生器15和消音器16后完成整个净化过程。

本发明的净化装置中，利用碳黑纳米流体相对于微米悬浮液的更稳定分散性，能使得碳黑纳米流体净化液能稳定存在，不易团聚，可长期使用。同时，利用碳黑纳米流体中纳米粒子的小尺寸效应和在液体中强烈的扩散能力，使得只需很少量的纳米粒子就能均匀、稳定的分布到整个液体中。利用纳米流体中纳米粒子强烈的吸附能力，可使得空气中的细颗粒物在碳黑纳米粒子的吸附作用下，“溶”于水中。

上述碳黑纳米流体的制备方法，包括以下步骤：

步骤10） 首先向纯水中依次添加NaOH粉末、OP-10乳化剂和碳黑球状纳米颗粒，形成初始纳米流体，初始纳米流体中，碳黑球状纳米颗粒的质量分数为0.5%，NaOH的质量分数为0.01%，OP-10乳化剂的质量分数为1%；

步骤20）利用恒温磁力搅拌器，在温度为20℃的环境下，搅拌初始纳米流体120分钟；

步骤30） 在温度为20℃的超声水浴中，振荡步骤20）处理后的初始纳米流体30分钟，振荡频率为45kHz；

步骤40）利用紫外可见分光光度计，测量步骤30）振荡后的初始纳米流体的吸光度A_ini；

步骤50）将步骤30）处理后的初始纳米流体静置24小时，该初始纳米流体分为上层未沉降的纳米流体和下层沉降的纳米颗粒，然后将上层未沉降的纳米流体分离出来；

步骤60）利用紫外可见分光光度计，测量步骤50）分离出来的纳米流体的吸光度A_af；

步骤70）使用纯水稀释步骤50）分离出来的纳米流体，稀释比例为：分离出来的纳米流体质量∶加入的纯水溶液质量= A_ini∶（2.5A_af-A_ini），获得质量分数为0.2%的碳黑纳米流体。

通过以上步骤制备的碳黑纳米流体具备更好的分散稳定性。将上述方法制备的碳黑纳米流体，和现有方法制备的碳黑纳米流体进行分散稳定性比较。现有方法包括：（a）直接向纯水中添加碳黑纳米粒子，并搅拌均匀，碳黑纳米粒子占整个溶液的质量分数为0.2%。（b）直接向纯水中添加碳黑纳米粒子和氢氧化钠粉末，并搅拌均匀，碳黑纳米粒子占整个溶液的质量分数为0.2%，氢氧化钠占整个溶液的质量分数为0.004%。（c）直接向纯水中添加碳黑纳米粒子和OP-10，并搅拌均匀，碳黑纳米粒子占整个溶液的质量分数为0.2%，OP-10占整个溶液的质量分数为0.3%。（d）直接向纯水中添加碳黑纳米粒子、氢氧化钠粉末和OP-10，并搅拌均匀，碳黑纳米粒子占整个溶液的质量分数为0.2%，氢氧化钠占整个溶液的质量分数为0.004%，OP-10占整个溶液的质量分数为0.3%。

将上述各种方法制备的碳黑纳米流体静置24小时后，进行比吸光度的对比。比吸光度为静置一定时间后，纳米流体的吸光度与制备初始的纳米流体的吸光度之比。由于吸光度是与纳米流体中颗粒含量成正比，所以比吸光度的物理意义是静置后稳定分散的纳米粒子占所加总纳米粒子的比重。根据测量初始吸光度和静置一段时间后的吸光度，便可以算出悬浮的颗粒与溶液中加入总的颗粒含量之比，从而可以对不同纳米流体的分散稳定性进行比较。比吸光度越大，其静置后仍然稳定分散和悬浮的纳米粒子比重也就越大，纳米流体分散也就越稳定。

实验结果如图3所示。在图3中，上述方法（a）的比吸光度约为0.02，方法（b）的比吸光度约为0.08，方法（c）的比吸光度约为0.26，方法（d）的比吸光度约为0.86，而本发明的方法的比吸光度约为0.97。因此，本发明的方法制备的碳黑纳米流体比起其他方法获得的纳米流体，其分散性和稳定性更好，可更有效地利用纳米粒子的微运动和强吸附能力来净化空气，还能有效延长纳米流体的使用周期。

Claims (8)

1.一种基于碳黑纳米流体的空气细颗粒净化装置，其特征在于，该净化装置包括鼓风机（1）、进气管（2）、水管（3）、水泵（4）、液膜净化器（5）、第一顶盖（6）、分液器（7）、第一除雾隔网（8）、导流丝（9）、连通管（10）、剪切净化器（11）、气泡切割机（12）、电动机（13）、排气管（14）、负离子发生器（15）、消音器（16）、第二顶盖（18）和第二除雾隔网（19），所述的鼓风机（1）通过进气管（2）连接在液膜净化器（5）的底部，分液器（7）固定连接在液膜净化器（5）的壁面上，分液器（7）的进口端通过水管（3）连接在液膜净化器（5）的底部，分液器（7）的出口端设有成排布设的通孔；水管（3）中设有水泵（4），水泵（4）的进口端朝向液膜净化器（5）的底部，水泵（4）的出口端朝向分液器（7）的进口端；导流丝（9）位于液膜净化器（5）中，且导流丝（9）倾斜布设，导流丝（9）的一端固定连接在分液器（7）出口端的通孔中，导流丝（9）的另一端固定连接在液膜净化器（5）的壁面上；第一顶盖（6）固定连接在液膜净化器（5）的顶端，第一除雾隔网（8）固定连接在液膜净化器（5）的内腔中，且第一除雾隔网（8）位于第一顶盖（6）和导流丝（9）之间；

连通管（10）的一端位于液膜净化器（5）中，且位于第一除雾隔网（8）上方，连通管（10）的另一端穿过第一顶盖（6），固定连接在剪切净化器（11）的底部；气泡切割机（12）位于剪切净化器（11）中，第二顶盖（18）固定连接在剪切净化器（11）的顶端，第二除雾隔网（19）固定连接在剪切净化器（11）的内腔中，排气管（14）设置在第二顶盖（18）中，排气管（14）连通剪切净化器（11）的内侧和外侧；排气管（14）管路上方依次安装有消音器（15）和负离子发生器（16）；电动机（13）固定在第二顶盖（18）上，且电动机（13）的传动轴穿过第二顶盖（18）与气泡切割机（12）连接；

液膜净化器（5）和剪切净化器（11）中均设有碳黑纳米流体（17），且液膜净化器（5）中的碳黑纳米流体（17）的液面位于导流丝（9）下方，剪切净化器（11）中的碳黑纳米流体（17）的液面位于气泡切割机（12）顶面和第二除雾隔网（19）之间。

2.按照权利要求1所述的基于碳黑纳米流体的空气细颗粒净化装置，其特征在于，所述的气泡切割机（12）包括转轴、轴向切割网（121）和周向切割网（122），轴向切割网（121）和周向切割网（122）分别固定连接在转轴上，轴向切割网（121）与转轴相平行，周向切割网（122）与转轴相垂直，轴向切割网（121）和周向切割网（122）分别由切割丝纵横交错布设而成。

3.按照权利要求2所述的基于碳黑纳米流体的空气细颗粒净化装置，其特征在于，所述的切割丝的直径为0.3—0.5mm，间距为0.5—1mm。

4.按照权利要求1所述的基于碳黑纳米流体的空气细颗粒净化装置，其特征在于，所述的导流丝（9）的直径为1—2mm，相邻上下两排导流丝的间距为20—50mm，在每一排导流丝中，相邻两根导流丝（9）的间距为1—3mm。

5.按照权利要求1所述的基于碳黑纳米流体的空气细颗粒净化装置，其特征在于，所述的第一顶盖（6）和第二顶盖（18）为整体件。

6.按照权利要求1所述的基于碳黑纳米流体的空气细颗粒净化装置，其特征在于，所述的碳黑纳米流体（17）由碳黑球状纳米颗粒、分散剂、pH值调节剂和基液组成，分散剂为OP-10乳化剂，pH值调节剂为NaOH，基液为纯水，碳黑球状纳米颗粒占碳黑纳米流体（17）的质量分数为0.2%，分散剂占碳黑纳米流体（17）的质量分数为0.4%，NaOH占碳黑纳米流体（17）的质量分数为0.004%，余量为纯水。

7.按照权利要求6所述的基于碳黑纳米流体的空气细颗粒净化装置，其特征在于，所述的碳黑球状纳米颗粒的粒径为20nm。

8.一种权利要求1所述的基于碳黑纳米流体的空气细颗粒净化装置中的流体制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：

步骤10） 首先向纯水中依次添加NaOH粉末、OP-10乳化剂和碳黑球状纳米颗粒，形成初始纳米流体，初始纳米流体中，碳黑球状纳米颗粒的质量分数为0.5%，NaOH的质量分数为0.01%，OP-10乳化剂的质量分数为1%；

步骤20）利用恒温磁力搅拌器，在温度为20℃的环境下，搅拌初始纳米流体120分钟；

步骤30） 在温度为20℃的超声水浴中，振荡步骤20）处理后的初始纳米流体30分钟，振荡频率为45kHz；

步骤40）利用紫外可见分光光度计，测量步骤30）振荡后的初始纳米流体的吸光度A_ini；

步骤50）将步骤30）处理后的初始纳米流体静置24小时，该初始纳米流体分为上层未沉降的纳米流体和下层沉降的纳米颗粒，然后将上层未沉降的纳米流体分离出来；

步骤60）利用紫外可见分光光度计，测量步骤50）分离出来的纳米流体的吸光度A_af；

步骤70）使用纯水稀释步骤50）分离出来的纳米流体，稀释比例为：分离出来的纳米流体质量∶加入的纯水溶液质量= A_ini∶（2.5A_af-A_ini），获得质量分数为0.2%的碳黑纳米流体。