CN104422018A - 改善室内空气质量装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种改善室内空气质量装置，为解决现有技术空气改善性能差问题，其包括风机及风机支持的风道，在所述风道上由上游至下游依次配置有空气净化模块组和空气改善模块组，污染的空气在所述风机带动下流经所述风道时，会被一系列的空气净化模块、空气改善模块逐渐治理，从而形成清新的空气排放到室内；所述空气净化模块组自风道上游至下游依次配置有空气过滤模块和光触媒净化模块，所述空气改善模块组包括托玛琳空气改善模块或者和其它向空气中释放有益成份的空气改善模块。具有能够将空气里甲醛、苯、二甲苯、氨、TVOC有机挥发物等有害气体，分解成H2O、CO2和其它无害物质，实现空气净化，通过空气改善模块组使得产生的空气更绿色健康、舒适宜人，其中水合小负离子，空气改善性能优异，能使得空气质量显著提高，对人体有很好的保健功效的优点。

Description

改善室内空气质量装置

技术领域

本发明涉及一种室内空气优化设备，特别是涉及一种改善室内空气质量装置。

背景技术

人的一生中，至少有80％以上的时间是在室内环境中度过，生活在城市中的老人、婴儿和行动不方便的人则可能有高达95％的时间是在室内生活。室内环境是人们生活、工作和社交的主要场所，因此室内空气质量的优劣与每一个人的健康息息相关。人类的生存离不开空气。一个人可以7天不进食，5天不饮水，但5分钟不呼吸空气就可能死亡。我们可以选择无污染的水和食物，却难以选择所呼吸的空气。呼吸是我们接触空气污染物的主要途径，所以说室内空气质量对人是非常重要的，但又往往容易被人们忽视。

随着国家实力的增强，人们物质生活水平逐年提高，居住环境迅速向高档化进展，尤其是新、旧房屋入住前的装修，随之而来的是新型装饰材料特别是人造板材的使用、家具的添置与更新、书籍、纺织物、饰物、吸烟、烹调等造成的空气污染，使室空气中的甲醛、苯、二甲苯、氨、TVOC有机挥发物等有害气体大量超标，严重影响着人们的身体健康。有关部门作过室内空气污染的调查，甲醛在装修材料中的潜伏期可长达十几年，如不治理其危害性是相当严重的。

另一方面，我们都有这样的体会，置身于风景秀丽的海滨、瀑布旁，及跋涉在秀丽的山林中时，人们肯定会感到空气清新，呼吸顺畅，心旷人怡，这是因为这里的空气含有丰富的负离子的缘故。空气清洁度与空气中负离子含量密切相关，且空气负离子具有广泛的生理生化效应和功能，对人体的神经系统、呼吸系统、循环系统等都有很好的调节作用，是人体不可缺少的营养素，被称作是空气的维生素和生长素。因为空气负离子利用其带电功能，能将空气中悬浮污染物、细菌、微生物等吸附捕获而使空气变的清洁，因此空气负离子含量越高，空气就越清洁舒适。目前在环境评价中，空气负离子浓度被列为衡量空气质量好还的一个重要参数。然而，据权威报告显示，目前城市居民日常生活的环境通常都是处于负离子临界浓度以下的，空气质量差，久而久之，就会造成体质下降、情绪焦虑、疲劳嗜睡等不良状况。

因此，有必要设计一种设备，一方面既能够消除空气中的灰尘、甲醛等有害物质同时又能够通过增加负离子含量来提升空气质量。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的上述缺陷，提供一种既能够消除空气中的有害物质，又能通过增加空气中有益成份提升空气质量的改善室内空气质量装置。

为实现上述目的，本发明改善室内空气质量装置，包括风机及风机支持的风道，其特征在于在所述风道上由上游至下游依次配置有空气净化模块组和空气改善模块组，污染的空气在所述风机带动下流经所述风道时，会被一系列的空气净化模块、空气改善模块逐渐治理，从而形成清新的空气排放到室内；所述空气净化模块组自风道上游至下游依次配置有空气过滤模块和光触媒净化模块，所述空气改善模块组包括托玛琳空气改善模块或者和其它向空气中释放有益成份的空气改善模块。该光触媒净化模块能够将空气里甲醛、苯、二甲苯、氨、TVOC有机挥发物等有害气体，分解成H₂O、CO₂和其它无害物质，以达到空气净化的目的。该托玛琳空气改善模块能够产生大量的水合小负离子，使得空气质量显著提高，对人体有很好的保健功效。其具有既能够消除空气中的有害物质，又能通过增加空气中有益成份提升空气质量，空气改善性能优异的优点。

光触媒是一种以二氧化钛(TiO₂)为代表的具有光催化功能的光半导体材料的总称，是当前国际上治理室内环境污染的最安全的材料之一。光触媒在光的照射下，会产生类似光合作用的光催化反应，产生出氧化能力极强的氢氧自由基(-OH)和超氧离子(O₂-)，具有很强的光氧化还原功能，可氧化分解各种有机化合物和部分无机物，能破坏细菌的细胞膜和固化病毒的蛋白质，可杀灭细菌和分解有机污染物，把有机污染物分解成无污染的水(H₂O)、二氧化碳(CO₂)和其它无害物质，因而具有极强的杀菌、除息、防霉、防污自洁、净化空气功能。其反应方程式如下：

TiO₂+hv(光子能量)-＞TiO₂+e(光生电子)+h⁺(光生空穴)

H₂O+h⁺-＞-OH+H⁺

OH^-+h⁺-＞-OH

O₂+e-＞O₂ ^-

H₂O+O₂ ^--＞-OOH+OH^-

2-OOH-＞H₂O₂+O₂

-OOH+H₂O+e-＞H₂O₂+OH^-

H₂O₂+e-＞-OH+OH^-

上述反应生成的-OH和O₂ ^-都是极强的氧化剂，可破坏有机物中的C＝C键、C＝O键、H＝O键、N＝H键、C＝N键、C＝H键等，具有高效的分解有机物的能力，可直接把被TiO₂吸附的有机物，如甲醛、苯、二甲苯、氨、TVOC有机挥发物等，氧化成H₂O和CO₂。此外，-OH比作为消毒杀菌剂的次氯酸、臭氧等具有更强的氧化能力，能与细菌细胞发生生化反应，破坏细菌的细胞膜，使细胞质流失，起到抑制病毒的活性，固化病毒的蛋白质，使细菌细胞死亡，同时降解由细菌释放出的有毒复合物，几乎可以杀灭所有的细菌，如大肠杆菌、绿脓菌、葡萄球菌、霉菌、化脓菌、白藓菌等。

以下是一些光触媒技术的功能特点。

(1)全面性：光触媒可以有效地降解甲醛、苯、二甲苯、氨、TVOC有机挥发物等污染物，并具有高效的杀菌消毒功能。

(2)持续性：在反应过程中，光触媒本身不会发生变化和损耗，在光的照射下可以持续不断的净化污染物。

(3)安全性：无毒、无害，对人体安全可靠，最终的反应产物为H₂O、CO₂和其它一些无害物质，不会产生二次污染。

(4)高效性：光触媒利用取之不尽的太阳能就能将扩散的环境污染物净化清除。

托玛琳空气改善模块基本原理：电气石，学术名叫托玛琳(Tourmaline)，是火山爆发后形成的一种天然生化陶瓷，是一种宝贵的矿物资源。这种天然硅酸盐类矿物，其晶体两端都带有正、负电荷，表面流动着0.06mA的微电流，能够源源不断的释放电子，当水或水蒸气一旦遇到托托琳释放的电子，水分子立刻发生轻微的电解，就会分解成带有正电的氢离子(H⁺)和带有负电的羟基，即氢氧基(OH^-)。而氢离子(H^-)即刻与托玛琳放出的电子(e)相结合而被中和，成为氢原子(H)放入空气中。剩下的氢氧基(羟基OH^-)与周围的水分子结合成为羟负离子(H₃O₂ ^-)。同时，托玛琳释放的电子遇到空气中的氧分子(O₂)即结合为氧负离子O₂ ^-，整个过程如图3所示。

其化学式如下：

电解  H₂O+e-＞H⁺+OH^-

放电  H⁺+e-＞H

水合OH^-+H₂O-＞H₃O₂ ^--+H₂O-＞H₃O₂ ^-(H₂O)n

O₂+e-＞O₂ ^-+H₂O-＞O₂ ^-(H₂O)n

托玛琳既有热电效应，又有压电效应，这在晶体世界里是很少见的。

热电效应：某些晶体当温度发生变化时，一部分带正电，一部分带负电的现象。

压电效应：某些晶体在压力作用下，发生极性而在两端表面间出现电势差的现象。

由于热电、压电两种效应，在温度压力变化的情况下，即能引起托玛琳之间的电势差(电压)，这种静电压足以使空气电离。被击下的电子附着于邻近的O₂、H₂O分子并使它转化为空气负离子。

本发明将触媒技术和托玛琳技术结合在一起，特别是引入托玛琳产生负离子，来改善空气质量，是一种全新的尝试。

本发明具有能够将空气里甲醛、苯、二甲苯、氨、TVOC有机挥发物等有害气体，分解成H2O、CO2和其它无害物质，实现空气净化，通过空气改善模块组使得产生的空气更绿色健康、舒适宜人，其中水合小负离子，使得空气质量显著提高，对人体有很好的保健功效的优点。

作为优化，所述空气过滤模块包括自风道上游至下游依次配置的粗滤层、复合活性炭过滤层、HEPA过滤层或者粗滤层、复合活性炭过滤层；其它向空气中释放有益成份的空气改善模块包含加湿器、香薰等提高空气质量，使得产生的空气更绿色健康、舒适宜人的模块；所述风机位于风道出风口处或者进风口处。

作为优化，所述空气过滤模块能滤除空气中有害颗粒物，包括直径小到0.3微米的有害颗粒物；其它向空气中释放有益成份的空气改善模块为加湿器和香薰器或者香源存储释放器中的一种或者两种。香源存储器是指内存能够散发香气的香源类物质，并且该存储器容易让香源类物质的香气散发出来。

光触媒净化技术虽然在一些空气净化器设备上得到了应用，但其；争化效果却长期受到业内的批评，制约了其在空气净化领域的发展。

单一的TiO₂光触媒处理有害气体效率、速率偏低，在风机每秒十几米的带动下，流动的空气只有很少一部分能够与TiO₂发生化学反应，因此对有害气体的消除起不到太大的作用。

单一TiO₂只能吸收波长小于387纳米的紫外辐射，因此不能充分利用各种光能，这也是TiO₂效率低下的原因之一；另外过多的紫外线对人体是有伤害，严重的还可引起皮肤癌。

TiO₂除味效果不佳。

作为优化，为了弥补这些缺点，所述光触媒净化模块中的光触媒采用TiO₂、ZnO、CdS等任意多种的多元半导体光催化剂复合技术，将多种不同性质的光催化剂复合在一起，使它们互相补充，互相促进，提高催化活性。该多元半导体光催化剂复合技术：光催化剂一般分为单一型和复合型两种。单一型光催化剂有前面提到的TiO₂，以及ZnO、CdS等，针对某-特定的有害物质，可以选用一种光催化剂；复合型光催化剂包括金属氧化物或硫化物、金属掺杂或非金属掺杂半导体、多元半导体光催化剂、过渡金属络合物等。不同的光催化剂对光源的选择性不同，催化活性也不同。本发明采用TiO2、ZnO、CdS等多元半导体光催化剂复合技术，将多种不同性质的光催化剂复合在一起，使它们互相补充，互相促进，提高催化活性。

作为优化，所述TiO₂，以及多元半导体光催化剂是具有明显的量子化效应的粒径均小于5纳米的光催化剂。该纳米技术是：研究发现，纳米TiO₂的光催化活性随着纳米粒子尺寸减小而增加，尤其是直径在10纳米以下时，而O₂具有明显的量子化效应，能增强纳米材料的氧化还原能力，对提高TiO₂光催化降解有害物质起到了极为重要的作用。且由于粒径的减小，材料的比表面积更大，因而具有更高的光催化反应效率。本发明采用的TiO₂，以及多元半导体光催化剂，其粒径均小于5纳米，该材料具有明显的量子化效应。

作为优化，所述多元半导体光催化剂与多种修饰材料的溶液或固体粉末一起制成均匀乳液，将作为催化剂载体的组合金属网慢慢浸入所述乳液中，浸润，慢慢提拉出后静置晾干：将以上步骤重复多次制成载有催化剂的组合金属网，制成的该组合金属网上载有的催化剂与空气进行光催化反应；

所述修饰材料包括：Fe、Co、Ni、Cu等金属离子中的任意一种或者任意多种；Ag、Pt、Pd等贵金属离子任意一种或者任意多种，Jla、Ce、Zr等稀土离子任意一种或者多种；天然托玛琳负离子粉；活性炭，且每一种修饰材料都有独特的激活、辅助功效；所述对多元纳米半导体光催化剂的表面修饰技术是：为了进一步提高半导体光催化剂的效果，本发明采用了表面修饰技术，将多种修饰材料的溶液或固体粉末，与半导体光催化剂一起制成一定浓度的均匀乳液。修饰材料包括：Fe、Co、Ni、Cu等金属离子；Ag、Pt、Pd等贵金属离子Jla、Ce、Zr等稀土离子；天然托玛琳负离子粉；活性炭。每一种修饰材料都有独特的激活、辅助功效。例如，在TiO₂中掺Fe³⁺能有效的促进电子和空穴的分离和迁移，从而提高TiO₂的光催化效率，同时扩大了光响应范围，既可以响应紫外光，又可以响应自然光、普通灯、节能灯、IED灯等。

作为光催化剂载体的组合金属网为采用多种具有高比表面积的多孔金属材料制造的组合网，所述组合网包括镍网、铁网、铝网、铜网等任意多种之间的组合，具体是所述组合网为镍网、铁网、铝网、铜网中的任意多种(按任意比例或者按一定的比例)交错叠加排布。空气净化器通常会使用特制的薄网来作为净化剂的载体。载体可以分为惰性载体和活性载体。惰性载体主要有活性炭、碳纳米管、玻璃、陶瓷等，它们本身较少或不参与化学反应。活性载体主要是金属和金属氧化物，它们本身能起到助催化的作用。目前市场上的空气净化器一般只采用一种材料来制网。本发明采用多种具有高比表面积的多孔金属材料制造组合网，作为光催化剂的载体，包括镍网、铁网、铝网、铜网等组合。实践证明，使用组合网比单一网具有更高的催化效率。

作为优化，托玛琳空气改善模块包括托玛琳。

作为优化，所述托玛琳为经过激励的加大负离子输出能力的托玛琳。所述托玛琳空气改善模块包括有进风口和出风口的箱体以及配置箱体内的托玛琳载床或者载网、高温电热棒和高能超声波蒸发器，所述超声波蒸发器用超声波向水输送能量，使水获能蒸发成水汽雾，并进一步与高温电热棒发生碰撞产生快速而剧烈的爆炸，使细小水汽雾完全裂解成超细小的水分子再与载床或者载网上的托玛琳进行反应，产生高浓度水合小负离子，被来自进风口的空气涡流带出出风口。

作为优化，所述托玛琳的激励是：

(1)将优质天然的托玛琳去除杂质，分别粉碎至粗和细两种规格，进行掺杂，并洗净、晒干；

(2)将步骤(1)制备的托玛琳浸渍在分散溶液中，间隔搅拌多次后捞出、晒干，反复浸渍多次；

(3)将步骤(2)制备的托玛琳与由多种金属、非金属配制的托玛琳激励材料进行掺杂，进一步提高托玛琳激发度；

经过上述激励后的托玛琳在托玛琳空气改善模块中由下列方法产生负离子，即(4)制造高能超声波水汽雾，在空气涡流的冲击下，使水汽雾进一步细小化；

(5)将步骤(4)形成的细小水汽雾与一加热到高温的电棒发生碰撞，随之会产生快速而剧烈的爆炸，使细小水汽雾完全裂解成超细小的水分子；

(6)在高温环境下，步骤(5)形成的超细小水分子与步骤(3)制备的托玛琳进行结合，产生(极)高浓度的水合小负离子。

所述托玛琳激励材料包括任意比例的光催化修饰材料(Fe、Co、Ni、Cu等金属离子，Ag、Pt、Pd、Rh、Au等贵金属离子，La、Ce、Zr等稀土离子)；磁性与传导材料(镍粉、磁铁矿粉、玫瑰石英粉、钕铁硼矿粉、铜粉、铁粉、活性碳粉)；增速增效材料(麦饭石、硅藻土、膨润土)。其中光催化修饰材料选自Fe、Co、Ni、Cu等金属离子中的任意一种或任意比例多种和Ag、Pt、Pd、Rh、Au等贵金属离子中的任意一种或任意比例多种及La、Ce、Zr等稀土离子中的任意一种或任意比例多种。所述磁性与传导材料选自镍粉、磁铁矿粉、玫瑰石英粉、钕铁硼矿粉、铜粉、铁粉、活性碳粉中的任意一种或任意比例多种。所述增速增效材料选自麦饭石、硅藻土、膨润土中的任意一种或者任意比例多种。

作为优化，所述粉碎成的粗细两各规格分别是20目和800-1200目；所述间隔搅拌多次后捞出为每10分钟搅拌一次，一小时后捞出；所述反复浸渍次数2-3次；所述电棒加热温度为600-1200℃。

在自然条件下，好的托玛琳产生100-500个负离子/cm³，这就很不错了，通常也就100-200个/cm³。世界卫生组织认为，清新空气负离子含量不应低于1000-1500个/cm³；美国建议居室中空气负离子浓度应不低于1000个/cm³；日本根据人在一昼夜应吸入1.3个空气离子生物学单位一个空气离子生物学单位所含离子数为8×109个提出应保持环境中空气离子数在1000-3000个/cm³之间；我国提出清洁空气中负离子数要求在1000个/cm³以上。为此，必须通过一些激励手段来加大负离子输出，而且绝对不能使用有害的放射性激励法。历经多年试验，终于总结出一套行之有效的托玛琳激励机制，能够大大的提高负离子浓度。且水合小负离子具有飞的远，易吸收的特点，并且在整套激励机制中，没有使用放射性物质进行激发，因此不会产生任何对人体不利的影响。

性能测试：将本发明的室内空气治理设备置于测试环境中，加入甲醛至国家允许室内甲醛含量标准的100倍，开机测试，得到以下数据。

甲醛去除率：1小时70％以上，2小时80％以上，6小时90％以上，24小时95％以上。

负离子浓度：距离30-50cm处的负离子浓度可达10000-15000个/cm³，2-3m处可达1500-2000个/cm³，持续运行一两个小时后，20m²房间的任何地方都可达1500-2000个/cm³。

采用上述技术方案后，本发明改善室内空气质量装置具有具有能够将空气里甲醛、苯、二甲苯、氨、TVOC有机挥发物等有害气体，分解成H2O、CO2和其它无害物质，实现空气净化，通过空气改善模块组使得产生的空气更绿色健康、舒适宜人，其中水合小负离子，空气改善性能优异，能使得空气质量显著提高，对人体有很好的保健功效的优点。

附图说明

图1是本发明改善室内空气质量装置的结构示意图；

图2是本发明改善室内空气质量装置的光触媒模块分解转化空气中有害气体成份的原理示意图；

图3是本发明改善室内空气质量装置的托玛琳空气改善模块工作原理流程框图；

图4是本发明改善室内空气质量装置的托玛琳空气改善模块的结构示意图。

具体实施方式

如图所示，本发明改善室内空气质量装置包括风机1及风机支持的风道，在所述风道上由上游至下游依次配置有空气净化模块组2和空气改善模块组3，污染的空气在所述风机1带动下流经所述风道时，会被一系列的空气净化模块、空气改善模块逐渐治理，从而形成清新的空气排放到室内；所述空气净化模块组2自风道上游至下游依次配置有空气过滤模块和光触媒净化模块，所述空气改善模块组3包括托玛琳空气改善模块和其它向空气中释放有益成份的空气改善模块。所述风机位于风道进风口处。

所述空气过滤模块包括自风道上游至下游依次配置的粗滤层、复合活性炭过滤层、HEPA过滤层或者粗滤层、复合活性炭过滤层；其它向空气中释放有益成份的空气改善模块包含加湿器、香薰器或者香源存储释放器等提高空气质量，使得产生的空气更绿色健康、舒适宜人的模块。所述空气过滤模块能滤除空气中有害颗粒物，包括直径小到0.3微米的有害颗粒物；其它向空气中释放有益成份的空气改善模块为加湿器和香薰器或者香源存储释放器中的一种或者两种。

光触媒净化技术虽然在一些空气净化器设备上得到了应用，但其；争化效果却长期受到业内的批评，制约了其在空气净化领域的发展。

单一的TiO₂光触媒处理有害气体效率、速率偏低，在风机每秒十几米的带动下，流动的空气只有很少一部分能够与TiO₂发生化学反应，因此对有害气体的消除起不到太大的作用。

单一TiO₂只能吸收波长小于387纳米的紫外辐射，因此不能充分利用各种光能，这也是TiO₂效率低下的原因之一；另外过多的紫外线对人体是有伤害，严重的还可引起皮肤癌。

TiO₂除味效果不佳。

为了弥补这些缺点，所述光触媒净化模块中的光触媒采用TiO₂、ZnO、CdS等多元半导体光催化剂复合技术，将多种不同性质的光催化剂复合在一起，使它们互相补充，互相促进，提高催化活性。该多元半导体光催化剂复合技术：光催化剂一般分为单一型和复合型两种。单一型光催化剂有前面提到的TiO₂，以及ZnO、CdS等，针对某-特定的有害物质，可以选用一种光催化剂；复合型光催化剂包括金属氧化物或硫化物、金属掺杂或非金属掺杂半导体、多元半导体光催化剂、过渡金属络合物等。不同的光催化剂对光源的选择性不同，催化活性也不同。本发明所述光触媒净化模块中的光触媒采用TiO₂、ZnO、CdS等多元半导体光催化剂复合技术，将多种不同性质的光催化剂复合在一起，使它们互相补充，互相促进，提高催化活性。所述TiO₂，以及多元半导体光催化剂是具有明显的量子化效应的粒径均小于5纳米的光催化剂。

所述多元半导体光催化剂与多种修饰材料的溶液或固体粉末一起制成均匀乳液，将作为催化剂载体的组合金属网慢慢浸入所述乳液中，浸润，慢慢提拉出后静置晾干；将以上步骤重复多次制成载有催化剂的组合金属网，制成的该组合金属网上载有的催化剂与空气进行光催化反应；

所述修饰材料包括：Fe、Co、Ni、Cu等金属离子；Ag、Pt、Pd等贵金属离子Jla、Ce、Zr等稀土离子；天然托玛琳负离子粉；活性炭，且每一种修饰材料都有独特的激活、辅助功效；所述对多元纳米半导体光催化剂的表面修饰技术是：为了进一步提高半导体光催化剂的效果，本发明采用了表面修饰技术，将多种修饰材料的溶液或固体粉末，与半导体光催化剂一起制成一定浓度的均匀乳液。修饰材料包括：Fe、Co、Ni、Cu等金属离子；Ag、Pt、Pd等贵金属离子Jla、Ce、Zr等稀土离子；天然托玛琳负离子粉；活性炭。每一种修饰材料都有独特的激活、辅助功效。例如，在TiO₂中掺Fe³⁺能有效的促进电子和空穴的分离和迁移，从而提高TiO₂的光催化效率，同时扩大了光响应范围，既可以响应紫外光，又可以响应自然光、普通灯、节能灯、IED灯等。

作为光催化剂载体的组合金属网为采用多种具有高比表面积的多孔金属材料制造的组合网，所述组合网包括镍网、铁网、铝网、铜网等任意多种之间的组合，具体是所述组合网为镍网、铁网、铝网、铜网中的任意多种(按任意比例)交错叠加排布。空气净化器通常会使用特制的薄网来作为净化剂的载体。载体可以分为惰性载体和活性载体。惰性载体主要有活性炭、碳纳米管、玻璃、陶瓷等，它们本身较少或不参与化学反应。活性载体主要是金属和金属氧化物，它们本身能起到助催化的作用。目前市场上的空气净化器一般只采用一种材料来制网。本发明采用多种具有高比表面积的多孔金属材料制造组合网，作为光催化剂的载体，包括镍网、铁网、铝网、铜网等组合。实践证明，使用组合网比单一网具有更高的催化效率。

托玛琳空气改善模块包括托玛琳。所述托玛琳为经过激励的加大负离子输出能力的托玛琳。如图4所示，所述托玛琳空气改善模块包括有进风口和出风口的箱体30以及配置箱体30内的托玛琳载床或者载网31、高温电热棒32和高能超声波蒸发器33，所述超声波蒸发器33用超声波向水输送能量，使水获能蒸发成水汽雾，并进一步与高温电热棒32发生碰撞产生快速而剧烈的爆炸，使细小水汽雾完全裂解成超细小的水分子再与载床或者载网31上的托玛琳进行反应，产生高浓度水合小负离子，被来自进风口的空气涡流带出出风口。图中水流标号为36，气流标号为38，富含高浓度水合负离子的细小水汽雾流标号为39。

所述托玛琳的激励是：

(1)将优质天然的托玛琳去除杂质，分别粉碎至20目和800-1200目两种规格，进行掺杂，并洗净、晒干；

(2)将步骤(1)制备的托玛琳浸渍在分散溶液中，每10分钟搅拌一次，一小时后捞出、晒干，反复浸渍2-3次；

(3)将步骤(2)制备的托玛琳与由多种金属、非金属配制的托玛琳激励材料进行掺杂，进一步提高托玛琳激发度；

经过上述激励后的托玛琳在托玛琳空气改善模块中由下列方法产生负离子，即(4)制造高能超声波水汽雾，在空气涡流的冲击下，使水汽雾进一步细小化；

(5)将步骤(4)形成的细小水汽雾与一加热到600-1200℃的电棒发生碰撞，随之会产生快速而剧烈的爆炸，使细小水汽雾完全裂解成超细小的水分子；

(6)在高温环境下，步骤(5)形成的超细小水分子与步骤(3)制备的托玛琳进行结合，产生(极)高浓度的水合小负离子。

所述托玛琳激励材料包括任意比例的光催化修饰材料(Fe、Co、Ni、Cu等金属离子，Ag、Pt、Pd、Rh、Au等贵金属离子，La、Ce、Zr等稀土离子)；磁性与传导材料(镍粉、磁铁矿粉、玫瑰石英粉、钕铁硼矿粉、铜粉、铁粉、活性碳粉)；增速增效材料(麦饭石、硅藻土、膨润土)。其中光催化修饰材料选自Fe、Co、Ni、Cu等金属离子中的任意一种或任意比例多种和Ag、Pt、Pd、Rh、Au等贵金属离子中的任意一种或任意比例多种及La、Ce、Zr等稀土离子中的任意一种或任意比例多种。所述磁性与传导材料选自镍粉、磁铁矿粉、玫瑰石英粉、钕铁硼矿粉、铜粉、铁粉、活性碳粉中的任意一种或任意比例多种。所述增速增效材料选自麦饭石、硅藻土、膨润土中的任意一种或者任意比例多种。

性能测试：

将本发明装置置于测试环境中，加入甲醛至国家允许室内甲醛含量标准的100倍，开机测试，得到以下数据：

甲醛去除率：1小时70％以上，2小时80％以上，6小时90％以上，24小时95％以上。

负离子浓度：距离30-50cm处的负离子浓度可达10000-15000个/cm³，2-3m处可达1500-2000个/cm3，持续运行一两个小时后，20m²房间的任何地方都可达1500-2000个/cm³。

Claims (10)

1.一种改善室内空气质量装置，包括风机及风机支持的风道，其特征在于在所述风道上由上游至下游依次配置有空气净化模块组和空气改善模块组，污染的空气在所述风机带动下流经所述风道时，会被一系列的空气净化模块、空气改善模块逐渐治理，从而形成清新的空气排放到室内；所述空气净化模块组自风道上游至下游依次配置有空气过滤模块和光触媒净化模块，所述空气改善模块组包括托玛琳空气改善模块或者和其它向空气中释放有益成份的空气改善模块。

2.根据权利要求1所述空气污染治理机，其特征在于所述空气过滤模块包括自风道上游至下游依次配置的粗滤层、复合活性炭过滤层、HEPA过滤层或者粗滤层、复合活性炭过滤层；其它向空气中释放有益成份的空气改善模块包含加湿器、香薰等提高空气质量，使得产生的空气更绿色健康、舒适宜人的模块；所述风机位于风道出风口处或者进风口处。

3.根据权利要求2所述空气污染治理机，其特征在于所述空气过滤模块能滤除空气中有害颗粒物，包括直径小到0.3微米的有害颗粒物；其它向空气中释放有益成份的空气改善模块为加湿器和香薰器或者香源存储释放器中的一种或者两种。

4.根据权利要求1所述空气污染治理机，其特征在于所述光触媒净化模块中的光触媒采用TiO₂、ZnO、CdS等多元半导体光催化剂复合技术，将多种不同性质的光催化剂复合在一起，使它们互相补充，互相促进，提高催化活性。

5.根据权利要求4所述空气污染治理机，其特征在于所述TiO₂，以及多元半导体光催化剂是具有明显的量子化效应的粒径均小于5纳米的光催化剂。

6.根据权利要求4或者5所述空气污染治理机，其特征在于所述多元半导体光催化剂与多种修饰材料的溶液或固体粉末一起制成均匀乳液，将作为催化剂载体的组合金属网慢慢浸入所述乳液中，浸润，慢慢提拉出后静置晾干；将以上步骤重复多次制成载有催化剂的组合金属网，制成的该组合金属网上载有的催化剂与空气进行光催化反应；

所述修饰材料包括：Fe、Co、Ni、Cu等金属离子；Ag、Pt、Pd等贵金属离子Jla、Ce、Zr等稀土离子；天然托玛琳负离子粉；活性炭，且每一种修饰材料都有独特的激活、辅助功效；

作为光催化剂载体的组合金属网为采用多种具有高比表面积的多孔金属材料制造的组合网，所述组合网包括镍网、铁网、铝网、铜网等任意多种之间的组合。

7.根据权利要求1所述空气污染治理机，其特征在于托玛琳空气改善模块包括托玛琳。

8.根据权利要求7所述空气污染治理机，其特征在于所述托玛琳为经过激励的加大负离子输出能力的托玛琳；所述托玛琳空气改善模块包括有进风口和出风口的箱体以及配置箱体内的托玛琳载床或者载网、高温电热棒和高能超声波蒸发器，所述超声波蒸发器用超声波向水输送能量，使水获能蒸发成水汽雾，并进一步与高温电热棒发生碰撞产生快速而剧烈的爆炸，使细小水汽雾完全裂解成超细小的水分子再与载床或者载网上的托玛琳进行反应，产生高浓度水合小负离子，被来自进风口的空气涡流带出出风口。

9.根据权利要求7或者8所述空气污染治理机，其特征在于所述托玛琳的激励是：

(1)将优质天然的托玛琳去除杂质，分别粉碎至粗和细两种规格，进行掺杂，并洗净、晒干；

(2)将步骤(1)制备的托玛琳浸渍在分散溶液中，间隔搅拌多次后捞出、晒干，反复浸渍多次；

(3)将步骤(2)制备的托玛琳与由多种金属、非金属配制的托玛琳激励材料进行掺杂，进一步提高托玛琳激发度；

经过上述激励后的托玛琳在托玛琳空气改善模块中由下列方法产生负离子，即(4)制造高能超声波水汽雾，在空气涡流的冲击下，使水汽雾进一步细小化；

(5)将步骤(4)形成的细小水汽雾与一加热到高温的电棒发生碰撞，随之会产生快速而剧烈的爆炸，使细小水汽雾完全裂解成超细小的水分子；

(6)在高温环境下，步骤(5)形成的超细小水分子与步骤(3)制备的托玛琳进行结合，产生高浓度的水合小负离子。

10.根据权利要求9所述空气污染治理机，其特征在于所述粉碎成的粗细两各规格分别是20目和800-1200目；所述间隔搅拌多次后捞出为每10分钟搅拌一次，一小时后捞出；所述反复浸渍次数2-3次；所述电棒加热温度为600-1200℃。