CN105879671A - 低温等离子体空气消毒净化模块 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种低温等离子体空气消毒净化模块，该净化模块包括锥形电晕极和圆孔板电极；所述的锥形电晕极呈矩形阵列分布在金属网上、下两侧，金属网两侧的锥形电晕极间隔设置；所述的金属网上负载有光催化剂；两个所述的圆孔板电极上均开设有呈矩形阵列分布的圆孔，金属网位于两个圆孔板电极之间；金属网两侧所述的锥形电晕极与该侧圆孔板电极的圆孔同轴。本发明两电极采用同轴的结构，锥形电晕极更牢固，后期清洗时不会变形；采用锥形对圆孔的放电方式，放电区域呈伞状，增加每个小的放电单元的放电区域，提高净化单元的净化效率；采用等离子体对其进行处理，提高催化剂与金属网的结合力，提高催化剂的催化效能。

Description

低温等离子体空气消毒净化模块
技术领域
本发明属于低温等离子体空气消毒净化领域，具体涉及一种用于室内空气消毒净化的低温等离子体净化模块。
背景技术
随着人们生活水平的提高，人们越来越重视室内的环境质量。目前市场上的空气净化器采用的技术大致有以下几类：滤网过滤吸附、催化剂催化分解、紫外灯照射和等离子体等。
滤网过滤吸附是利用小孔隙的材料过滤灰尘细菌、采用活性炭吸附甲醛、VOC等有害物质，但是这种方式并没有从根本上解决污染问题，需要经常更换滤材，而且还有引发二次污染的风险；催化剂催化分解只能分解有机物，净化效率不高需要结合其它技术使用；紫外灯照射只能杀灭细菌；
等离子体不但能除尘灭菌、还能分解气体污染物、而且无耗材，因而备受人们的青睐。等离子体空气消毒净化器是利用电晕放电产生等离子体来净化空气，其净化原理是利用产生等离子体的强电场和等离子体中的活性自由基、高能电子和粒子以及等离子体形成过程中产生的紫外线，有效的破坏各种病毒、细菌中的核酸、蛋白质，使其不能进行正常的代谢和生物合成，从而致其死亡；气体中的灰尘因在等离子体区域与带电粒子碰撞而带上电荷，在电场的作用下被收集到极板上；挥发性的有机物被电离、离解成小的分子，与氧化性的自由基反应生成CO2和H2O。
等离子体空气消毒净化器的核心部分为等离子体发生装置，目前等离子体发生装置采用的电极形式有线筒式、针筒式、线板式和针板式。专利CN1785485A介绍了一种等离子体放电催化空气净化器，产生等离子体的电晕极是锯齿形、星形、芒刺线、鱼骨线、线电极、针电极，另一电极为负载有半导体光催化剂的电极，电极可以是型板电极、柱形电极组合、网电极、管电极等；催化剂通过AB胶负载在不锈钢网电极上。上述技术方案存在下述不足：
1、电晕极采用线电极或者针电极，在后期使用清洗时，容易导致电极变形，影响后期放电单元的使用；
2、电晕极采用锯齿形、星形、芒刺线、鱼骨线时，每个尖端放电时形成的放电区域小，导致净化效率低；
3、催化剂通过AB胶负载在不锈钢网电极上，催化剂长期处于等离子体中，会与等离子体中强氧化性的成分反应，催化剂会发生脱落，此外，这种负载催化剂的方式很难保障网电极平面的平整度，导致整个放电区域放电不均匀，臭氧量增加；
4、由于电晕放电强度比较弱，催化剂负载在另一电极上时距离催化剂的距离比较远，催化剂的催化效能降低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电晕极更牢固、净化效率高的低温等离子体空气消毒净化模块。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
低温等离子体空气消毒净化模块，该净化模块包括锥形电晕极和圆孔板电极；所述的锥形电晕极呈矩形阵列分布在金属网上、下两侧，金属网两侧的锥形电晕极间隔设置；
所述的金属网上负载有光催化剂；
两个所述的圆孔板电极上均开设有呈矩形阵列分布的圆孔，金属网位于两个圆孔板电极之间；
金属网两侧所述的锥形电晕极与该侧圆孔板电极的圆孔同轴。
所述的金属网上负载光催化剂制作流程为：
1)首先制作待浸渍催化剂的前驱液；
2)将金属网在浸渍催化剂前先除污烘干；
3)再将金属网放在等离子体中处理一段时间；
4)然后把金属网浸渍到催化剂的前驱液中一段时间后淋干，放在烘箱中干燥，得到含有催化剂的滤网。
流程1)中所述的前驱液由下述步骤制得：将无水乙醇和纯钛酸丁酯按体积比3～6:1混匀搅拌2-3小时，然后加入0.2～0.4倍体积的去离子水，然后搅拌36～48小时，在搅拌的过程中加入稀硝酸将溶液的PH值调至2～4，得到催化剂的前驱液。
流程2)中所述的除污烘干步骤为：将金属网放在丙酮或酒精里进行超声波清洗10～30min，再放在蒸馏水中超声波清洗5min，清洗3次，然后放在烘箱里烘干，烘干温度为60℃～80℃。
流程3)中所述的金属网放在等离子体射流下处理30min-90min，等离子体射流的电极为钛。
流程4)中所述的金属网浸渍到前驱液中10-20min后，放在烘箱中60℃～80℃干燥处理，干燥后再重复前面的浸渍干燥步骤4～8次。
将干燥后的金属网放到烘培炉中，烘干温度为460℃-520℃，烘培2～4h，冷却至室温。
所述的光催化剂负载在电晕极上。
所述的净化模块含有两个放电区域，两个放电区域的放电小单元采用间隔排列的方式。
本发明的有益效果：本发明电晕极采用锥形电极，另一电极为圆孔结构，两电极采用同轴的结构，锥形电极相比较其它结构的电晕极更牢固，后期清洗时不会变形；采用锥形对圆孔的放电方式，放电区域呈伞状，增加每个小的放电单元的放电区域，提高净化单元的净化效率；金属网浸渍催化剂前，采用等离子体进行处理，提高催化剂与金属网的结合力，催化剂离等离子体区域更近，提高催化剂的催化效能，而且这种负载方式不会影响电晕放电。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明低温等离子体空气消毒净化模块俯视图；
图2为本发明低温等离子体空气消毒净化模块前视图；
图3为本发明低温等离子体空气消毒净化模块一个放电区域的俯视图；
图4为本发明低温等离子体空气消毒净化模块负载催化剂的金属网制作流程图。
具体实施方式
低温等离子体空气消毒净化模块，如图1所示，该净化模块采用锥形电晕极3和圆孔板电极1放电的结构，锥形电晕极3呈矩形阵列分布，并固定在金属网2上、下两侧，金属网2两侧的锥形电晕极3间隔设置；金属网2上负载有光催化剂；
金属网2位于上、下两个圆孔板电极1之间，两个圆孔板电极1上均开设有呈矩形阵列分布的圆孔4；锥形电晕极3和圆孔4同轴，如图1所示,这种结构能够保证每个小的放电单元的放电区域呈伞状，增大等离子体的区域，降低电晕放电强度，提高净化效率，降低臭氧量；
上述一个放电单元含有两个放电区域，两个放电区域的放电小单元采用间隔排列的方式，如图2所示，单个放电区域，如图3所示；
放电小单元的间隔排列和中间多孔的金属网能够改变气流的方向，使空气在净化单元内混合，提高净化效率；
催化剂负载在锥形电晕极3所在的金属网上，离等离子体区域更近，催化效率更高。
负载催化剂的金属网的制作流程，如图4所示：
首先制作待浸渍催化剂的前驱液；
金属网浸渍催化剂前先除污烘干：
然后放在等离子体中处理一段时间，产生等离子体的电极表面负载一层需要浸渍的催化剂，
然后把金属网浸渍到催化剂的前驱液中一段时间后淋干，放在烘箱中干燥，就可以得到含有催化剂的滤网。
制备流程如下：
1.将无水乙醇和纯钛酸丁酯按体积比3～6:1混匀搅拌2-3小时，然后加入0.2～0.4倍体积的去离子水，然后搅拌36～48小时，在搅拌的过程中加入一定量的稀硝酸，将溶液的PH值调至2～4，得到催化剂的前驱液溶液；
2.把金属网放在丙酮或酒精里进行超声波清洗10～30min，再放在蒸馏水中超声波清洗5min，清洗3次，然后放在烘箱里烘干，烘干温度为60℃～80℃。
3.把金属网放在等离子体射流下处理30min-90min，等离子体射流的电极为钛，电极表面部分被氧化成TiO2，射流装置固定在一个机械臂上，能够在金属网表面来回移动处理金属网。
4.把金属网浸渍到催化剂的前驱液中10-20min后，通过旋转方法去除多余的溶胶，放在烘箱中60℃～80℃干燥处理，干燥后在重复前面的浸渍干燥步骤4～8次。把干燥后的滤网放到烘培炉中，烘干温度为460℃-520℃，烘培2～4h，冷却至室温，就可以得到光催化剂滤网。
该净化模块使用时，气体从含有多个圆孔的金属板上垂直流入等离子体区域，依次通过第一个等离子体区和光催化区，然后再通过第二个光催化区和等离子体区。
等离子体净化模块可以与风机组成净化器使用，也可以做成一个模块装到空调或者其它设施的通风风道里使用，可以采用串联多个净化模块的方式提高净化效率。
该净化模块使用锥形电极方式解决传统电极的清洗易变形、放电区域小、效率低等问题，同时采用新型的催化剂储放结构可以提高催化剂的使用效率。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.低温等离子体空气消毒净化模块，其特征在于，该净化模块包括锥形电晕极(3)和圆孔板电极(1)；所述的锥形电晕极(3)呈矩形阵列分布在金属网(2)上、下两侧，金属网(2)两侧的锥形电晕极(3)间隔设置；
所述的金属网(2)上负载有光催化剂；
两个所述的圆孔板电极(1)上均开设有呈矩形阵列分布的圆孔(4)，金属网(2)位于两个圆孔板电极(1)之间；
金属网(2)两侧所述的锥形电晕极(3)与该侧圆孔板电极(1)的圆孔(4)同轴。
2.根据权利要求1所述的低温等离子体空气消毒净化模块，其特征在于，所述的金属网上负载光催化剂制作流程为：
1)首先制作待浸渍催化剂的前驱液；
2)将金属网在浸渍催化剂前先除污烘干；
3)再将金属网放在等离子体中处理一段时间；
4)然后把金属网浸渍到催化剂的前驱液中一段时间后淋干，放在烘箱中干燥，得到含有催化剂的滤网。
3.根据权利要求2所述的低温等离子体空气消毒净化模块，其特征在于，流程1)中所述的前驱液由下述步骤制得：将无水乙醇和纯钛酸丁酯按体积比3～6:1混匀搅拌2-3小时，然后加入0.2～0.4倍体积的去离子水，然后搅拌36～48小时，在搅拌的过程中加入稀硝酸将溶液的PH值调至2～4，得到催化剂的前驱液。
4.根据权利要求2所述的低温等离子体空气消毒净化模块，其特征在于，流程2)中所述的除污烘干步骤为：将金属网放在丙酮或酒精里进行超声波清洗10～30min，再放在蒸馏水中超声波清洗5min，清洗3次，然后放在烘箱里烘干，烘干温度为60℃～80℃。
5.根据权利要求2所述的低温等离子体空气消毒净化模块，其特征在于，流程3)中所述的金属网放在等离子体射流下处理30min-90min，等离子体射流的电极为钛。
6.根据权利要求2所述的低温等离子体空气消毒净化模块，其特征在于，流程4)中所述的金属网浸渍到前驱液中10-20min后，放在烘箱中60℃～80℃干燥处理，干燥后再重复前面的浸渍干燥步骤4～8次。
7.根据权利要求6所述的低温等离子体空气消毒净化模块，其特征在于，将干燥后的金属网放到烘培炉中，烘干温度为460℃-520℃，烘培2～4h，冷却至室温。
8.根据权利要求1所述的低温等离子体空气消毒净化模块，其特征在于，所述的光催化剂负载在电晕极上。
9.根据权利要求1所述的低温等离子体空气消毒净化模块，其特征在于，所述的净化模块含有两个放电区域，两个放电区域的放电小单元采用间隔排列的方式。
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