CN109569275A - 光催化滤网装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光催化滤网装置，包括：光催化滤网，用于供气体通过以净化气体；光催化光源，至少用于照射光催化滤网；其中，光催化滤网包括：陶瓷滤网基体，设有若干滤孔；光催化层，至少附着与陶瓷滤网基体的滤孔内部。本发明的有益之处在于提供了一种利用光催化陶瓷滤网上的光催化层使其具有净化能力的光催化滤网装置。

Description

光催化滤网装置
技术领域
本发明涉及一种空气净化装置，具体涉及一种光催化滤网装置。
背景技术
对于工业尾气的处理，目前一般采用分级处理，依据废气的具体成分，先通过布袋除尘、喷淋吸收等预处理环节，再采用催化燃烧、臭氧分解、活性炭吸附等不同的处理方法；对于室内空气的净化，通常使空气通过净化器的粗滤网后，先经过HEPA((High efficiencyparticulate air Filter，高效空气过滤层)层除去空气中较大尺寸的微粒，再经过活性炭滤层吸附有害物质。
传统的工业尾气处理办法，有着高能耗、高成本、无法彻底分解低浓度污染物且还可能伴有新的污染源的生产等等诸多问题，在化学反应的中后期，需降解的污染物作为反应物其浓度降低导致正反应速率变慢，由于化学反应本身是一个动态平衡的过程，因此污染物的降解效率会受到影响，导致最后排放到大气中的尾气并不能100％达到排放的标准；传统的室内空气净化器中，目前通常以活性炭吸附有害成分这一技术方式为主；活性炭起到的是吸附作用而非降解，在达到吸附饱和的状态后还会导致污染物脱附，造成二次污染危害；因此需要定期更换活性炭滤层，成本过高并且不符合绿色循环可再生的原则；另有以静电除尘、负离子等技术为主的室内空气净化装置，通过电极尖端放电可能会有产生臭氧的可能，造成二次污染。
发明内容
一种光催化滤网装置，包括：
光催化滤网，用于供气体通过以净化气体；
光催化光源，至少用于照射光催化滤网；
其中，光催化滤网包括：
陶瓷滤网基体，设有若干滤孔；
光催化层，至少附着与陶瓷滤网基体的滤孔内部。
进一步地，光催化层至少包括二氧化钛。
进一步地，光催化光源发出波长为360nm至370nm的光线。
进一步地，光催化光源为紫外LED光源。
进一步地，陶瓷滤网基体至少由泡沫陶瓷或蜂窝陶瓷材料制成。
进一步地，光催化光源的数目为2，光催化滤网设置在两个光催化光源之间。
进一步地，光催化滤网装置还包括：
壳体，至少用于容纳光催化滤网；
壳体在其相对的两侧敞开设置，光催化光源安装至壳体相对敞开的两侧。
进一步地，光催化滤网装置还包括：
支架，用于将光催化光源支撑在壳体中；
支架设有卡槽，光催化滤网卡接至支架的卡槽。
进一步地，光催化光源包括：
LED灯珠，用于发出催化光线；
LED面板，用于安装LED灯珠；
其中，LED面板具有网格状的安装部，LED灯珠安装至安装部。
进一步地，壳体两侧设有：
电性接口，用于使光催化滤网装置与外部构成电性连接；
LED灯珠电性连接至电性接口。
本发明的有益之处在于：
提供了一种利用光催化陶瓷滤网上的光催化层使其具有净化能力的光催化滤网装置。
附图说明
图1是本发明的光催化滤网装置的结构示意图；
图2是图1所示的光催化滤网装置的一个优选实施例的结构示意图。
光催化滤网装置100；光催化滤网10；陶瓷滤网基体101；光催化光源20；壳体30，电性接口31；支架40，卡槽41；L形角钢50；十字形角钢60。
具体实施方式
如图1至图2所示，本发明的光催化滤网装置100，包括：光催化滤网10和光催化光源20。
其中，光催化滤网10用于供气体通过以净化气体；光催化光源20至少用于照射光催化滤网10。
光催化滤网10包括：陶瓷滤网基体101和光催化层(设置在滤孔中，图未示出)。其中，陶瓷滤网基体101设有若干滤孔；光催化层至少附着与陶瓷滤网基体101的滤孔内部。
具体而言，光催化层至少包括二氧化钛。作为优选方案，经过600℃高温煅烧将纳米级二氧化钛(粒径≤10nm)负载在陶瓷滤网基体101上，形成光催化层从而得到光催化滤网10。
作为一种方案，光催化光源20发出波长为360nm至370nm，作为更具体的方案为365nm的光线。
具体而言，光催化光源20为紫外LED光源。另外，陶瓷滤网基体101至少由泡沫陶瓷或蜂窝陶瓷材料制成。
在光催化滤网10被照射时，纳米二氧化钛是N型半导体光催化材料，其电子结构特点为一个满的价带和一个空的导带，其在紫外光的激发下，能够分解出自由移动的带负电的电子(e-)和带正电的空穴(h+)，当电子能量达到或超过其带隙能(3.2eV)时，电子就可从价带激发到导带，同时在价带产生相应的空穴，即生成电子-空穴对。电子-空穴与空气中的H2O(水)和02(氧气)作用产生具有很强活性的氢氧自由基(·OH)和活性氧(·O2-)，它们具有很强的氧化能力，能将有机物和细菌氧化分解成H2O(水)和CO2(二氧化碳)，从而达到净化环境和空气的目的。其主要反应如下：
TiO2+hv→TiO2+h++e- (1)
H2O+h+→·OH+H+ (2)
O2+e-→·O2 一 (3)
反应产生的新自由基会激发链式反应，致使细菌蛋白质变异和脂类分解，以此杀灭细菌并使之分解。
当空气通过模块中的光催化滤网10时，其表面的纳米二氧化钛发生上述光催化作用，能够净化通过空气中的有机物与细菌病菌，从而达到净化空气的目的。
具体而言，光催化光源20的数目为2，光催化滤网10设置在两个光催化光源20之间。光催化滤网装置100还包括：壳体30，至少用于容纳光催化滤网10；壳体30在其相对的两侧敞开设置，光催化光源20安装至壳体30相对敞开的两侧。
光催化滤网装置100还包括：支架40，用于将光催化光源20支撑在壳体30中；支架40设有卡槽41，光催化滤网10卡接至支架40的卡槽41。
作为一种方案，光催化光源20包括：LED灯珠，用于发出催化光线；LED面板，用于安装LED灯珠；其中，LED面板具有网格状的安装部，LED灯珠
安装至安装部。更具体而言，壳体30两侧设有电性接口31，该电性接口31用于使光催化滤网装置100与外部构成电性连接；LED灯珠电性连接至电性接口31。
作为具体的方案，光催化滤网10的数目为4且大致为矩形体，作为进一步的方案，壳体30也为一个矩形框。支架40可以制成十字形，光催化滤网10设置在支架40的十字形的四个相限位置。支架40通过四个形角钢50和一个十字形角钢60实现与壳体30的固定。
采用的纳米级二氧化钛：粒径小，光吸收效率高，增大了表面光生载流子的浓度。纳米二氧化钛的比表面积大，吸附能力强，吸附的·OH(氢氧自由基)、水分子增多，由此会带来含氧小分子活性物种也随之增加，提高了反应效率。同时，由于纳米二氧化钛的氧化还原电位也发生变化，由光激发而产生的价带空穴具有更正的电位，导带电子具有更负的电位，因而氧化还原能力增强。纳米二氧化钛进行抗菌时，靠电子-空穴对激活表面吸附物质，产生强氧化剂，攻击细菌有机体，起到杀菌作用。这个作用是持续不断的，所以它的杀菌效果也就具有长效性。
采用的LED光源面板20中所使用的为LED灯珠，作为点光源其光能利用效率相较紫外光灯管(面光源)较高，且能耗低，使用寿命长。
采用的陶瓷滤网为多孔结构，其比表面积大，能够在表面负载更多纳米二氧化钛，且采用的多孔陶瓷滤网具有一定的孔隙密度及厚度，能够保证紫外光源最优的利用，使光催化反应的速率最大化。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种光催化滤网装置，其特征在于：
所述光催化滤网装置包括：
光催化滤网，用于供气体通过以净化气体；
光催化光源，至少用于照射所述光催化滤网；
其中，所述光催化滤网包括：
陶瓷滤网基体，设有若干滤孔；
光催化层，至少附着于所述陶瓷滤网基体的滤孔内部。
2.根据权利要求1所述的光催化滤网装置，其特征在于：
所述光催化层至少包括二氧化钛。
3.根据权利要求1所述的光催化滤网装置，其特征在于：
所述光催化光源发出波长为360nm至370nm的光线。
4.根据权利要求1所述的光催化滤网装置，其特征在于：
所述光催化光源为紫外LED光源。
5.根据权利要求1所述的光催化滤网装置，其特征在于：
所述陶瓷滤网基体至少由泡沫陶瓷或蜂窝陶瓷材料制成。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的光催化滤网装置，其特征在于：
所述光催化光源的数目为2，所述光催化滤网设置在两个所述光催化光源之间。
7.根据权利要求6所述的光催化滤网装置，其特征在于：
所述光催化滤网装置还包括：
壳体，至少用于容纳所述光催化滤网；
所述壳体在其相对的两侧敞开设置，所述光催化光源安装至所述壳体相对敞开的两侧。
8.根据权利要求7所述的光催化滤网装置，其特征在于：
所述光催化滤网装置还包括：
支架，用于将所述光催化光源支撑在所述壳体中；
所述支架设有卡槽，所述光催化滤网卡接至所述支架的卡槽。
9.根据权利要求7所述的光催化滤网装置，其特征在于：
所述光催化光源包括：
LED灯珠，用于发出催化光线；
LED面板，用于安装所述LED灯珠；
其中，所述LED面板具有网格状的安装部，所述LED灯珠安装至所述安装部。
10.根据权利要求9所述的光催化滤网装置，其特征在于：
所述壳体两侧设有：
电性接口，用于使所述光催化滤网装置与外部构成电性连接；
所述LED灯珠电性连接至所述电性接口。
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