CN106881020A - 光催化净化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种光催化净化装置，涉及光催化净化技术领域，能够提高空气中污染物净化效率以及光能利用效率。该光催化净化装置包括：舱体，舱体上分别设置有进口和出口，舱体内设置有连通于进口和出口的过滤通道；光源，光源设置于过滤通道内且与过滤通道之间具有流通空间，光源照射出的光包括第一方向光和第二方向光，第一方向光朝向过滤通道向进口延伸的方向，第二方向光朝向过滤通道向出口延伸的方向；光催化滤网，光催化滤网设置于过滤通道内，光催化滤网包括第一光催化滤网和第二光催化滤网，第一光催化滤网与第一方向光相对，第二光催化滤网与第二方向光相对。该光催化净化装置主要用于净化空气中无机、有机污染物和杀菌。

Description

光催化净化装置
技术领域
本发明涉及光催化净化技术领域，尤其涉及一种光催化净化装置。
背景技术
光催化净化技术主要是利用光催化剂(如TiO2等)吸收外界辐射的光能，将光能直接转变为化学能，用于将有机污染物降解为二氧化碳和水，发挥了高效物理吸附和光催化分解的协同效应，消除了物理吸附饱和及二次污染的缺陷，因此光催化净化技术得到广泛应用。
目前，将光催化剂负载在具有大比表面积、高吸附性能的载体上，制成光催化滤网，将光催化滤网置于光源单方向照射的一侧，制备出的具有可净化污染物、可杀菌的结构单元，以达到净化空气的效果。
然而，随着空气污染越来越严重，对空气净化效率提高的需求越来越迫切，因此如何提高空气净化效率具有重要的研究意义。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种光催化净化装置，能够提高空气中污染物净化效率以及光能利用效率。
为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：
本发明实施例提供一种光催化净化装置，包括：
舱体，所述舱体上分别设置有进口和出口，所述舱体内设置有连通于所述进口和所述出口的过滤通道；
光源，所述光源设置于所述过滤通道内且与所述过滤通道之间具有流通空间，所述光源照射出的光包括第一方向光和第二方向光，所述第一方向光朝向所述过滤通道向所述进口延伸的方向，所述第二方向光朝向所述过滤通道向所述出口延伸的方向；
光催化滤网，所述光催化滤网设置于所述过滤通道内，所述光催化滤网包括第一光催化滤网和第二光催化滤网，所述第一光催化滤网与所述第一方向光相对，所述第二光催化滤网与所述第二方向光相对。
具体地，所述光催化滤网的光催化剂为可见光光催化剂；所述光源为可见光光源。
进一步地，上述的光催化净化装置，还包括：
设置于所述过滤通道内的长余辉材料，所述长余辉材料与所述过滤通道之间具有流通空间；
所述长余辉材料包括第一位置长余辉材料和第二位置长余辉材料，所述第一位置长余辉材料位于所述光源照射出的第一方向光内且与所述第一光催化滤网相对应，所述第二位置长余辉材料位于所述光源照射出的第二方向光内且与所述第二光催化滤网相对应。
具体地，所述长余辉材料负载于滤网上，其中，所述第一位置长余辉材料负载于第一滤网上制成第一长余辉滤网，所述第二位置长余辉材料负载于第二滤网上制成第二长余辉滤网。
具体地，所述第一光催化滤网设置于所述第一位置长余辉材料与所述光源之间；所述第二光催化滤网设置于所述第二位置长余辉材料与所述光源之间。
具体地，所述光源通过固定架设置于所述过滤通道内，所述固定架上设置有多个通气孔，多个所述通气孔均布于安装在所述固定架上的所述光源的周围。
具体地，所述光源的数量为多个，多个所述光源均布在所述固定架上；所述固定架位于所述第一光催化滤网与第二光催化滤网之间的中间位置。
具体地，所述光源采用发光二极管。
具体地，所述光源、所述第一光催化滤网、所述第二光催化滤网、所述第一位置长余辉材料和所述第二位置长余辉材料组成光催化净化组件，所述光催化净化组件的数量为多个，多个光催化净化组件沿着所述进口至所述出口的方向依次设置于所述舱体内。
本发明实施例提供的一种光催化净化装置，其光源发出的光包括第一方向光和第二方向光，光源的第一方向和第二方向均配备有光催化滤网，该第一方向为第一方向光朝向过滤通道向进口延伸的方向，第二方向为第二方向光朝向过滤通道向出口延伸的方向，当空气从舱体进口进入后，依次通过被第一方向光照射的第一光催化滤网和被第二方向光照射的第二光催化滤网，使得空气进行二次过滤和净化，从而提高空气净化效率；不同于现有技术中光源单侧配备一个光催化滤网，本发明实施例中光源多侧分别配置一个光催化滤网，提高了光能利用效率。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种光催化净化装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明实施例提供一种光催化净化装置，包括：舱体1，舱体1上分别设置有进口11和出口12，舱体内设置有连通于进口11和出口12的过滤通道13；光源2，光源2设置于过滤通道13内且与过滤通道13之间具有流通空间，光源2照射出的光包括第一方向光和第二方向光，第一方向光朝向过滤通道13向进口11延伸的方向，第二方向光朝向过滤通道13向出口12延伸的方向；光催化滤网3，光催化滤网3设置于过滤通道13内，光催化滤网3包括第一光催化滤网31和第二光催化滤网32，第一光催化滤网31与第一方向光相对，第二光催化滤网32与第二方向光相对。
其中，舱体1可由玻璃、不锈钢、塑料或木质等材料制成，舱体1的尺寸形状可根据需要来设计，此处不作具体限定，舱体1内的过滤通道13可设计为直通道，这样设计简单方便，利于过滤通道13内的各部件安装，当然，也可以根据需要将过滤通道设计为具有折弯的通道。
光源2，即为自身能够发光的物体，该光源2至少能够发射出两个方向的光，每个方向的光各对应一个光催化滤网3，光催化滤网3在光照下制备出的具有高污染物净化效率、高杀菌率的结构单元，用于净化空气；第一方向光朝向过滤通道13向进口11延伸的方向，第二方向光朝向过滤通道13向出口12延伸的方向，也就是说，当空气从进口11进入后，先通过被第一方向光照射的第一光催化滤网31，再通过被第二方向光照射的第二光催化滤网32，从而实现空气二次净化。光源2与过滤通道13之间的流通空间用于使空气能够通过。
当舱体1的进口11具有多个时(图中未示出)，则对应的，第一方向光具有多个，第一方向光与进口11数量相同，第一方向光一一朝向于过滤通道13向所对应的进口11延伸的方向，同理，第二方向光与出口12的数量相同，第二方向光一一朝向于过滤通道13向所对应的出口12延伸的方向。其中光源2可以由一个能够多方向照射的发光体制成，或者，光源也可以由多个单方向照射的发光体制成。
本发明实施例提供的光催化净化装置，其光源发出的光包括第一方向光和第二方向光，光源的第一方向和第二方向均配备有光催化滤网，该第一方向为第一方向光朝向过滤通道向进口延伸的方向，第二方向为第二方向光朝向过滤通道向出口延伸的方向，当空气从舱体进口进入后，依次通过被第一方向光照射的第一光催化滤网和被第二方向光照射的第二光催化滤网，使得空气进行二次过滤，从而提高空气净化效率；在现有技术中光源单侧配备一个光催化滤网，而本发明实施例中光源多侧分别配置一个光催化滤网，提高了光能利用效率。
具体地，光催化滤网3的光催化剂为可见光光催化剂(如钒酸铋)；光源2为可见光光源。光催化滤网3由可见光光催化剂负载在大比表面积、高吸附性能的载体(如活性炭)上，经过固化和防腐蚀处理后制成的滤网，可见光光催化滤网可实现可见光范围内的净化功能。现有技术中主要采用紫外光源配合TiO2光催化剂，可见光利用率低，且容易存在载流子复合湮灭，限制了光催化效率的进一步提高；紫外光源波长较短，不仅发光效率低，而且在与空气中的氧气长时间作用后可能会产生微量的臭氧，潜在安全隐患威胁较大；本发明实施例采用可见光光源配合可见光光催化剂，有效解决了现有技术中的上述问题。
进一步地，上述光催化净化装置还包括：设置于过滤通道13内的长余辉材料4，长余辉材料4与过滤通道13之间具有流通空间；长余辉材料4包括第一位置长余辉材料41和第二位置长余辉材料42，第一位置长余辉材料41位于光源2照射出的第一方向光内且与第一光催化滤网31相对应，第二位置长余辉材料42位于光源2照射出的第二方向光内且与第二光催化滤网32相对应。
其中，长余辉材料4又被称为蓄光型发光材料、夜光材料，其本质上是一种光致发光材料，是一类吸收能量如可见光、紫外光、X-ray等，并在激发停止后仍可继续发出光的物质。现有技术中光催化净化装置中的光源2通常采用实时开关类光源，即当关闭光源2时，光催化净化装置不工作，本发明实施例中长余辉材料4在光源2开启发光时存储光源能量，当光源2关闭后，长余辉材料4能够继续长时间的发光，为光催化滤网3提供光能，实现继续净化空气，从而实现了光催化净化装置在关闭光源2后仍能够净化空气，既提升能源综合利用率的同时，又进一步提高了污染物净化效率。
具体地，长余辉材料4负载于滤网上，其中，第一位置长余辉材料41负载于第一滤网上制成第一长余辉滤网43，第二位置长余辉材料42负载于第二滤网上制成第二长余辉滤网44。
其中，长余辉材料4包括铝酸盐体系长余辉材料、硅酸盐体系长余辉材料、硫化物体系长余辉材料等，采用上述中任一长余辉材料负载在大比表面积、高吸附性能的载体(如活性炭)上，经过固化、防水和防腐蚀等处理后制成长余辉滤网。长余辉滤网不仅具有长余辉材料存储光源能量的功能，而且还具有滤网过滤的功能；当空气通过光催化净化装置的过滤通道13内时，空气分别经由第一位置长余辉滤网43和第二位置长余辉滤网44进行过滤，增加了空气过滤层数，提高了空气净化效率。
具体地，第一光催化滤网31设置于第一位置长余辉材料41与光源2之间；第二光催化滤网32设置于第二位置长余辉材料42与光源2之间。使光源2分别与第一光催化滤网31和第二光催化滤网32直接相对，即第一方向光直接照射到第一光催化滤网31，第二方向光直接照射到第二光催化滤网32，避免长余辉材料4遮挡住光直射到光催化滤网3，有效充分的发挥光催化滤网在光照射下产生的净化功能。
具体地，光源2通过固定架5设置于过滤通道13内，固定架5上设置有多个通气孔51，多个通气孔51均布于安装在固定架5上的光源2的周围。其中，固定架5的形状不作限定，固定架5上未安装光源的部分设置有多个均布的通气孔51，使空气均匀流通，通气孔51的数量和大小根据所需空气流通量等进行设计，通气孔51起到气流通道和降低风阻的作用。
具体地，光源2的数量为多个，多个光源2均布在固定架5上；固定架5位于第一光催化滤网31与第二光催化滤网32之间的中间位置。使多个光源发出的光均匀、充分地照射在光催化滤网3上，更有效的实现光催化滤网3的净化功能，从而提高光催化净化装置的净化能力。
具体地，光源2采用发光二极管。发光二极管简称为LED，具有节能、环保、寿命长、体积小等特点，采用LED作为光源，提高光源的发光效率和亮度。
具体地，光源2、第一光催化滤网31、第二光催化滤网32、第一位置长余辉材料41和第二位置长余辉材料42组成光催化净化组件，光催化净化组件的数量为多个，多个光催化净化组件沿着进口11至出口12的方向依次设置于舱体1内。当舱体1的过滤通道13较长时，可根据过滤通道13的长度来设置多组光催化净化组件，提高光催化净化装置的净化能力。
本发明实施例提供的光催化净化装置，其光源发出的光包括第一方向光和第二方向光，光源的第一方向和第二方向均配备有光催化滤网，该第一方向为第一方向光朝向过滤通道向进口延伸的方向，第二方向为第二方向光朝向过滤通道向出口延伸的方向，当空气从舱体进口进入后，依次通过被第一方向光照射的第一光催化滤网和被第二方向光照射的第二光催化滤网，使得空气进行二次净化，从而提高空气净化效率；区别于现有技术中光源单侧配备一个光催化滤网，本发明实施例中光源多侧分别配置一个光催化滤网，提高了光能利用效率和污染物降解率。并且通过将可见光光催化剂、高效可见光光源(如LED)、长余辉材料引入至光催化净化装置中，从而实现具有可见光范围内响应的、高发光效率的、光源关闭条件下继续净化的空气净化功能。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种光催化净化装置，其特征在于，包括：
舱体，所述舱体上分别设置有进口和出口，所述舱体内设置有连通于所述进口和所述出口的过滤通道；
光源，所述光源设置于所述过滤通道内且与所述过滤通道之间具有流通空间，所述光源照射出的光包括第一方向光和第二方向光，所述第一方向光朝向所述过滤通道向所述进口延伸的方向，所述第二方向光朝向所述过滤通道向所述出口延伸的方向；
光催化滤网，所述光催化滤网设置于所述过滤通道内，所述光催化滤网包括第一光催化滤网和第二光催化滤网，所述第一光催化滤网与所述第一方向光相对，所述第二光催化滤网与所述第二方向光相对。
2.根据权利要求1所述的光催化净化装置，其特征在于，
所述光催化滤网的光催化剂为可见光光催化剂；
所述光源为可见光光源。
3.根据权利要求1或2所述的光催化净化装置，其特征在于，还包括：
设置于所述过滤通道内的长余辉材料，所述长余辉材料与所述过滤通道之间具有流通空间；
所述长余辉材料包括第一位置长余辉材料和第二位置长余辉材料，所述第一位置长余辉材料位于所述光源照射出的第一方向光内且与所述第一光催化滤网相对应，所述第二位置长余辉材料位于所述光源照射出的第二方向光内且与所述第二光催化滤网相对应。
4.根据权利要求3所述的光催化净化装置，其特征在于，
所述长余辉材料负载于滤网上，其中，所述第一位置长余辉材料负载于第一滤网上制成第一长余辉滤网，所述第二位置长余辉材料负载于第二滤网上制成第二长余辉滤网。
5.根据权利要求3所述的光催化净化装置，其特征在于，
所述第一光催化滤网设置于所述第一位置长余辉材料与所述光源之间；
所述第二光催化滤网设置于所述第二位置长余辉材料与所述光源之间。
6.根据权利要求1或5所述的光催化净化装置，其特征在于，
所述光源通过固定架设置于所述过滤通道内，所述固定架上设置有多个通气孔，多个所述通气孔均布于安装在所述固定架上的所述光源的周围。
7.根据权利要求6所述的光催化净化装置，其特征在于，
所述光源的数量为多个，多个所述光源均布在所述固定架上；
所述固定架位于所述第一光催化滤网与第二光催化滤网之间的中间位置。
8.根据权利要求2所述的光催化净化装置，其特征在于，
所述光源采用发光二极管。
9.根据权利要求3所述的光催化净化装置，其特征在于，
所述光源、所述第一光催化滤网、所述第二光催化滤网、所述第一位置长余辉材料和所述第二位置长余辉材料组成光催化净化组件，所述光催化净化组件的数量为多个，多个光催化净化组件沿着所述进口至所述出口的方向依次设置于所述舱体内。
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