CN110152883A - 一种石墨烯净化器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种石墨烯净化器，包括边框、静电发生器、过滤网，所述边框由绝缘工程塑料制作，边框内装配有过滤网，过滤网自外到内依次包括外层网、中间层网、内层网，外层网及中间层网由导线制成，内层网由绝缘工程塑料线制成，所述中间层网朝向外层的一面，每个节点处设有静电发生突触，利用尖端放电的原理产生电场，以吸附微尘，所述中间层网与静电发生装置相连接，以产生静电，静电发生装置通过开关一与蓄电池相连，外层网接地。

Description

一种石墨烯净化器
技术领域
本发明涉及空气净化技术领域，具体涉及一种石墨烯净化器。
背景技术
气溶胶颗粒物的大小是粒子最重要的性质。按粒径可把颗粒物分为总悬浮颗粒物( TSP) 和可吸入颗粒物( PM10和 PM2. 5)。PM2. 5是指空气动力学直径小于或等于2. 5μm的颗粒物，也称为可入肺颗粒物。
2015年上半年，全国31个省份中，有26个省份未达到国家二级标准省份。在公布的358个城市中，有84.5%的城市未达标。2010年室外空气PM2.5污染居全球20个首要致死风险因子第九位，在我国则为第四，排在“饮食结构不合理”、“高血压”、“吸烟”之后，导致了我国120万人死亡、2500万健康寿命年损失。从流行病学来归因，我国有40%的心脑血管疾病死亡、20%的肺癌死亡可归因于大气PM2.5污染。
10月17日，世界卫生组织下属的国际癌症研究机构发布报告，污染的空气被确认为“一类致癌物”。PM2.5对人体呼吸系统、心血管系统、生殖系统、血液系统等产生严重不良影响。严重时会导致心肌梗塞，心血管疾病等的发生。对老年人和婴幼儿有不良影响。
雾霾是一级致癌物，现已成为公众焦点，在雾霾天，人们会用减少出行的方式来降低雾霾的危害，但是在雾霾天室内的PM2.5指数也很高，人们无所遁形。太阳能静电防霾纱窗以创造良好的室内空气环境为目的，利用清洁能源太阳能发电蓄电，通过静电发生装置产生静电场，由静电发生突触尖端放电使空气分子电离，电离后产生的电子、阳离子、阴离子附在通过静电场的微尘上，使微尘带电，在电场力的作用下定向移动，从而被窗纱吸附，达到净化流通空气的作用，为人们提供一个清洁舒适的家居环境。
目前室内空气净化，主要使用空气净化器，但空气净化器在室内工作，也就是将室内空气净化后再排出室内，这样浑浊的空气还是从室外不断的进入室内，并不能达到完全净化空气的效果，倘若关闭门窗让空气净化器工作，则不利于空气流通。
发明内容
为克服所述不足，本发明的目的在于提供一种石墨烯净化器，能给有效过滤空气，使室内空气清洁。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种石墨烯净化器，包括边框、静电发生器、过滤网，所述边框由绝缘工程塑料制作，边框内装配有过滤网，过滤网自外到内依次包括外层网、中间层网、内层网，外层网及中间层网由导线制成，内层网由绝缘工程塑料线制成，所述中间层网朝向外层的一面，每个节点处设有静电发生突触，利用尖端放电的原理产生电场，以吸附微尘，所述中间层网与静电发生装置相连接，以产生静电，静电发生装置通过开关一与蓄电池相连，外层网接地。
具体地，所述外层网的导线外沉淀一层导电的石墨烯，增加微尘的吸附能力，可采用复合TiO2、镍等光催化剂的石墨烯。
具体地，所述静电发生装置包括蓄功率放大器、恒流自动控制、振荡电路、升压变压器、倍压整流电路。
具体地，所述边框外侧面贴有多块太阳能电池板，所述太阳能电池板并联在一起，并通过充电电路、开关二与蓄电池相连。
本发明具有以下有益效果：将本发明放在窗户上，将进入室内的空气进行过滤，过滤网周围产生静电场，使含尘气体电离，尘粒与离子结合带上电后，在电场力的作用下发生定向移动，而吸附于窗纱，通过静电吸附达到除尘效果的，静电防霾纱窗的pm2.5阻隔率应远远大于73.6 %，将污染物阻挡在室外，有利于空气流通；安全方面，人体安全电流为30mA，而过滤网工作时最高电流为0.2mA，远小于人体安全电流，可保障使用者安全，可以利用太阳能发电，供防霾纱窗工作，能源清洁。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的层间结构示意图。
图3为发明的中间层结构示意图。
图4为本发明的静电发生装置电路。
图5为本发明的吸附原理图。
图6为本发明实施例二的结构示意图。
图7为本发明实施例二的太阳能蓄电的电路图。
1过滤网，11外层网，12中间层网，121静电发生突触，13内层网，2边框，3太阳能电池板。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
如图1至图8所示的一种石墨烯净化器，包括边框2、静电发生器、过滤网1，所述边框2由绝缘工程塑料制作，边框2内装配有过滤网1，过滤网1自外到内依次包括外层网11、中间层网12、内层网13，外层网11及中间层网12由导线制成，内层网13由绝缘工程塑料线制成，绝缘工程塑料线强度高、电绝缘性好、抗腐蚀性好、加工性能优良，所述中间层网12朝向外层的一面，每个节点处设有静电发生突触121，利用尖端放电的原理产生电场，以吸附微尘，所述中间层网12与静电发生装置相连接，以产生静电，静电发生装置通过开关一与蓄电池相连，外层网11接地。
具体地，所述外层网11的导线外沉淀一层导电的石墨烯，增加微尘的吸附能力，可采用复合TiO2、镍等光催化剂的石墨烯。
具体地，所述静电发生装置包括蓄功率放大器U1、恒流自动控制、振荡电路、升压变压器T1、倍压整流电路，其电路图见图4，蓄电池采用12V的蓄电池，蓄电池与恒流自动控制电路并联后与大功率的三极管Q1相连，用于扩展蓄电池的输出电流，振荡电路由555集成计时器及外围元件电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R5、电阻R6、二极管D1、电容C1、电容C2组成，可形成输出占空比和频率均可调的脉冲方波，方波频率由下式确定：
式中：R4-2为555集成计时器的rst脚和tri脚之间的外界电阻的阻值，调节R1可改变输出脉冲的频率，而调节R2可改变输出脉冲的占空比，功率放大由功率三极管Q4完成，输出电流最大可达200mA。
升压变压器T1升压后，高压输出能达12kV以上，此时电流最高为0.2mA，倍压整流则由其后的电容器和二极管组成的8倍压电路完成，倍压整流电路的整流管选用耐压值20kV的高压整流硅堆；
恒流自动控制电路包括电感L1、电阻R8、电阻R9、三极管Q2、三极管Q3，工作时，电流经过L1、R10回地，从而时R1上555计时器的OUT脚的电压降减小，使tri脚电压也下降，使Q1输出电压下降，高压输出电压降低，静电电压下降，达到静电电流恒定的目的；
由于工作于振荡状态，会产生某些有害干扰，所以需要进行隔离和滤波来阻止这些干扰，隔离的方式是变压器隔离，电路的驱动电路采用电压比较器，它能产生幅度相等、相位相反的脉冲信号，加到开关管的基极后，能达到电路的要求。
实施例二
如图7、图8所示的一种石墨烯净化器，在实施例一的基础上，所述边框2外侧面贴有20块太阳能电池板3，所述太阳能电池板3并联在一起，并通过充电电路、开关二与蓄电池相连，充电电路的电路图见图8，闭合开关二后，充电电路开始工作，太阳能电池板3为蓄电池充电，太阳能电池板3的电压为5V，蓄电池电压为12V，当蓄电池电压低于14.5V时U3输出低电位使Q4导通，驱动继电器K2吸合，太阳能电池受光照而产生的直流电流向蓄电池充电，当充电到大于14.5V时U3输出高电位，通过Q2、Q4使继电器K2释放，停止向蓄电池充电。当蓄电池电压因负载用电使电压低于11.5V时，则U4输出低电位，Q3截止，Q4导通驱动继电器K1吸合，切断负载，避免蓄电池过放。
其工作原理为：通过边框2外的太阳能电池板3吸收太阳能并转化给蓄电池充电，充电电路有过充过放控制，太阳能电池板3转化的电压为5V，蓄电池电压为12V，蓄电池供给静电发生装置经过功率放大、振荡、恒流自动控制、高压升压、倍压整流产生高压，高压升压后电压为-12kV,经倍压整流可达-80kV，高压端接入中间层网12，外层网11接地，由于静电发生突触121朝外且外层网12为导体，中间层网12高压负电朝外层网11单向放电形成静电场，带负电的微尘被阻隔在静电场外，带正电的微尘在电场力作用下运动至中间层网12，正电被中和后带上负电荷并在电场力作用下往外运动被外层网11吸附，静电发生突触通过尖端放电使空气电离，电离后产生的电子、阳离子、阴离子附在通过静电场的中性微尘上，使中性微尘带电，此时，在电场力作用下带负电的微尘被外层网11吸附，带正电微尘吸附至中间层网12带上负电后也被外层网11吸附，外层网11为沉淀一层石墨烯的纱网，吸附能力强，石墨烯中复合的光催化剂，能够将有机胶体等分解为碳氮元素，降低其有害物质成分。
本发明不局限于所述实施方式，任何人应得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。
本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (5)

1.一种石墨烯净化器，其特征在于：包括边框、静电发生器、过滤网，所述边框由绝缘工程塑料制作，边框内装配有过滤网，过滤网自外到内依次包括外层网、中间层网、内层网，外层网及中间层网由导线制成，内层网由绝缘工程塑料线制成，所述中间层网朝向外层的一面，每个节点处设有静电发生突触，利用尖端放电的原理产生电场，以吸附微尘，所述中间层网与静电发生装置相连接，以产生静电，静电发生装置通过开关一与蓄电池相连，外层网接地。
2.根据权利要求1所述的一种石墨烯净化器，其特征在于：所述外层网的导线外沉淀一层导电的石墨烯，。
3.根据权利要求2所述的一种石墨烯净化器，其特征在于：所述石墨烯采用复合光催化剂的石墨烯。
4.根据权利要求1所述的一种石墨烯净化器，其特征在于：所述静电发生装置包括蓄功率放大器、恒流自动控制、振荡电路、升压变压器、倍压整流电路。
5.根据权利要求1所述的一种石墨烯净化器，其特征在于：所述边框外侧面贴有多块太阳能电池板，所述太阳能电池板并联在一起，并通过充电电路、开关二与蓄电池相连。
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