CN1126593C - 纳米光催化剂膜的制作方法及果蔬花卉保鲜器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及保鲜技术，公开了一种纳米催化剂膜的制作方法及果蔬、花卉保鲜器，制作方法包括选择具有大比表面和良好吸附性及能耐高温烧结的多孔材料为纳米光催化剂载体；对所述载体进行表面处理；在经过处理的载体表面上覆盖纳米光催化剂溶胶；将覆盖有纳米光催化剂溶胶的载体进行干燥和烧结处理后制成纳米光催化剂膜；果蔬、花卉保鲜器包括具有开口的壳体，设置在壳体内壁上的紫外线灯管、罩盖在紫外线灯管外侧的纳米光催化剂膜、罩盖在纳米光催化剂膜的外侧的除尘片，在壳体的内壁上还设有风机。本发明可使保鲜装置具有保鲜功能齐全，省电节能、保鲜效果显著、容易实施、运行费用低的特点，可放在任何密闭的储存容器中使用。
Description
技术领域
本发明涉及果蔬、花卉的保鲜技术，具体涉及一种可用于果蔬、花卉保鲜的纳米光催化剂膜的制作方法以及一种利用采用上述方法制作的纳米光催化剂膜制作的蔬菜和花卉保鲜器。
背景技术
在现有技术中，用于果蔬、鲜花贮存的商业化保鲜装置一般采用两种方法来进行保鲜，一种是低温保鲜，还有一种是气调法保鲜。低温保存可以明显降低果蔬、花卉的呼吸速率，抑制微生物的生长，有一定的保鲜作用。但是，对某些冷害敏感的植物来说，低温容易造成冷害，而且维持稳定的低温需要造价昂贵的制冷设备及消耗较大的电能，因此低温保鲜的实际使用局限性比较大；常用的另一种保鲜方法是气调法，果蔬、鲜花在采摘后仍进行着旺盛的呼吸作用和蒸发作用，从空气中吸取氧气，分解消耗自身的营养物质，产生二氧化碳、水、乙烯等化学物质，并散发热量。环境气体成分的变化对果蔬、鲜花采摘后的生理变化有着显著的影响。去除乙烯气体，适当的低氧、高二氧化碳浓度能降低果蔬、鲜花的呼吸强度，减缓其新陈代谢，延长保存期。气调的方法主要以降低乙烯和氧的浓度为特征。例如活性碳吸附气调，这种方法虽然有效，但有吸附容量限制和寿命短的缺点；再如采用Pd等贵金属催化法，这可以部分地催化氧化乙烯分解为二氧化碳及水，但反应往往不彻底，还会导致乙醛、乙酸等一些不良中间产物出现，且催化剂易失活，效率也不高；另外还有通过塑料薄膜帐气调、硅窗气调、催化燃烧降氧及真空泵抽氧充氮等以降低氧的浓度为目的的方法。这些气调方法普遍存在设备庞大、造价和能耗高等缺点。
发明内容
本发明要解决的一个技术问题在于，提供一种可用于果蔬、鲜花保鲜的纳米催化剂膜的制作方法，可为果蔬、鲜花的保鲜装置提供更好的保鲜介质。
本发明要解决的另一个技术问题在于，提供一种采用上述纳米催化剂膜制作的果蔬、鲜花保鲜器，可使得保鲜器具有保鲜功能齐全，保鲜效果显著、容易实施、运行费用低的特点，可放在任何密闭的储存容器中使用。
本发明提供的技术方案包括构造一种纳米光催化剂膜的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
选择具有大比表面和良好吸附性及能耐高温烧结的多孔材料为纳米光催化剂载体；
对所述载体进行表面处理；
在经过处理的载体表面上覆盖纳米光催化剂溶胶；
将覆盖有纳米光催化剂溶胶的载体进行干燥和烧结处理后制成纳米光催化剂膜。
在上述纳米光催化剂膜的制作方法中，所述多孔材料可以是活性炭毡、铝蜂窝、活性炭蜂窝、陶瓷蜂窝等材料中的一种材料。
在上述纳米光催化剂膜的制作方法中，所述对载体进行表面处理是采用弱碱性水溶液对铝蜂窝材料清洗后再烘干处理。
在上述纳米光催化剂膜的制作方法中，所述对载体进行表面处理是将陶瓷蜂窝材料用400～500℃的高温进行焙烧处理。
在上述纳米光催化剂膜的制作方法中，所述对载体进行表面处理是将活性炭毡或活性炭蜂窝材料进行干燥处理。
在上述纳米光催化剂膜的制作方法中，所述纳米光催化剂溶胶是一种纳米TiO2溶胶或含有SO4 2-、Pt、Al、Si等其中一种或几种组分的TiO2纳米溶胶。
在上述纳米光催化剂膜的制作方法中，所述干燥可以是风干、烘干、自然晾干或甩干；所述焙烧是在高温烘箱或马弗炉内进行烧结，温度控制在200℃～450℃之间，升温速度为1℃/1分以下，连续恒温1～3小时后，自然降温至常温。
本发明提供的一种果蔬、花卉保鲜器，其特征在于，包括具有开口的壳体，设置在所述壳体内壁上的紫外线灯管、罩盖在所述紫外线灯管外侧的担载有纳米光催化剂膜的催化剂片、罩盖所述担载有纳米光催化剂膜的催化剂片外侧的除尘片，在所述壳体的一侧还设有与壳体内腔连通的风机。
在上述果蔬、花卉保鲜器中，所示紫外灯是一种波长在250～400nm范围的普通紫外线灯管，所述除尘片是一种活性碳纤维布或其他材料制成的除尘片。
实施本发明提供的纳米催化剂膜的制作方法及果蔬、花卉保鲜器，利用纳米催化剂膜在光照下具有分解乙烯、消耗氧气、杀菌除臭和加湿的功能，而采用这种技术制造的保鲜装置具有保鲜功能齐全，省电节能、保鲜效果显著、容易实施、运行费用低的特点，可放在任何密闭的储存容器中使用。
附图说明
图1为采用纳米催化剂膜制造的果蔬、花卉保鲜器的结构示意图。
具体实施方式
由本发明提供的纳米光催化剂膜的制作方法，是在具有大比表面和良好吸附性及能耐高温烧结的多孔材料表面上覆盖上具有分解乙烯、消耗氧气、杀菌除臭和加湿功能的纳米光催化剂；通常采用以下步骤来完成：多孔材料可采用活性炭毡、铝蜂窝、活性炭蜂窝、陶瓷蜂窝等材料为载体，对于铝蜂窝和陶瓷蜂窝载体，可将前者先经过清洗(清洗剂为弱碱性水溶液)和烘干，后者则先经过400～500℃高温焙烧进行处理，然后用纳米光催化剂溶胶喷涂或浸涂铝蜂窝或陶瓷蜂窝等载体，最后经过干燥、烧结而制成表面负载有活性光催化剂的膜块；对于活性炭蜂窝及活性炭毡等载体，可经干燥处理后，采取浸渍或喷涂等方法把纳米光催化剂覆盖在其表面上，干燥过程可以采用风干、烘干、自然晾干或甩干等；焙烧过程是在高温烘箱或马弗炉内进行晶化烧结，温度控制在200℃～450℃区间，升温速度为1℃/分以下，连续恒温1～3小时后，自然降温至常温，制成表面负载有活性光催化剂的膜块。
纳米光催化剂可以采用纳米TiO2或含有SO4 2-、Pt、Al、Si等其中一种或几种组分的TiO2纳米溶胶。
如图1所示，由本发明提供的保鲜器，是在一个具有开口的壳体1的内壁上设置有紫外线灯管4、在紫外线灯管4外侧罩盖有纳米光催化剂膜3、在纳米光催化剂膜3的外侧罩盖有除尘片2，在纳米光催化剂膜3上设有多个便于通风的小孔，在壳体1的一侧设有与壳体内腔连通的电风扇6，在电风扇6的作用下，可使壳体1周围的空气从壳体1开口一侧流入(除尘片处)，从电风扇6一侧流出(使空气加快流动，提高保鲜效果)，在壳体内壁的两侧也设有纳米光催化剂膜5，可提高杀菌保鲜的效果。
在上述结构中，电风扇可采用一般市售的吸、排风机，紫外灯采用波长在250～400nm范围的普通灯管，除尘片2可采用活性碳纤维布或其他过滤材料制成。
保鲜器的保鲜工作原理如下：将保鲜器放入保鲜箱内，接通电源，风扇运转，紫外灯亮，保鲜器将箱内之气体吸入保鲜器内，含有乙烯等物质的空气经过除尘后通过担载有纳米光催化剂的载体表面，与纳米光催化剂接触，在紫外灯的激活下发生光催化反应使乙烯等有机物转化为二氧化碳和水被除去，从而使保鲜箱保持低乙烯、适量的二氧化碳和水分。
本发明与现有保鲜技术相比，具有以下明显的优越性：采用本发明的技术和设备进行果蔬、鲜花保鲜有以下主要优点：①能有效除掉催熟气体—乙烯；②能在分解乙烯及其他有机物时消耗掉部分氧气并生成二氧化碳，低氧及高二氧化碳能抑制植物的呼吸作用；③分解乙烯及其他有机物时生成水，对果蔬、鲜花具有保湿作用；④本发明采用纳米光催化剂及紫外灯具有杀菌作用，在使用的过程中可以通过空气在紫外灯的照射或纳米光催化剂表面的接触达到对空气进行杀菌的作用，从而减少各种菌种对果蔬、鲜花保存期的影响；⑤本发明采用纳米光催化技术在常温下对鲜花、果蔬进行保鲜，保鲜效果好，无须制冷设备，使用方便，消耗的电能少，运行费用低；⑥本发明采用的纳米光催化剂本身没有参加反应，保鲜器使用寿命无时间和容量限制。
由本发明提供的保鲜器可应用于多种保鲜场合：
可将采用纳米光催化技术的保鲜器放置于一般密闭容器中，可以达到对果蔬、鲜花在常温下保鲜的目的
可将采用纳米光催化技术的保鲜器放置于运输车里，可以达到长途运输果蔬、鲜花不变质的目的。
可将采用纳米光催化技术计的保鲜器跟制冷设备结合在一起，可以使制冷设备中的果蔬保鲜时间更长。
Claims (6)
1、一种纳米光催化剂膜的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
选择具有大比表面和良好吸附性及能耐高温烧结的多孔材料为纳米光催化剂载体，其中，所述多孔材料是活性炭毡、铝蜂窝、活性炭蜂窝、陶瓷蜂窝材料中的一种；
对所述载体进行表面处理；
在经过处理的载体表面上覆盖纳米光催化剂溶胶，所述纳米光催化剂溶胶是一种纳米TiO2溶胶或含有SO4 2-、Pt、Al、Si组分的TiO2纳米溶胶；
以风干、烘干、自然晾干或甩干方式，将覆盖有纳米光催化剂溶胶的载体进行干燥，以及在高温烘箱或马弗炉内进行烧结，温度控制在200℃～450℃之间，升温速度为1℃/分以下，连续恒温1～3小时，烧结处理后制成纳米光催化剂膜。
2、根据权利要求1所述制作方法，其特征在于，所述对载体进行表面处理是采用弱碱性水溶液对铝蜂窝材料清洗后再烘干处理。
3、根据权利要求1所述制作方法，其特征在于，所述对载体进行表面处理是将陶瓷蜂窝材料用400～500℃的高温进行焙烧处理。
4、根据权利要求1所述制作方法，其特征在于，所述对载体进行表面处理是将活性炭毡或活性炭蜂窝材料进行干燥处理。
5、一种果蔬、花卉保鲜器，其特征在于，包括具有开口的壳体，设置在所述壳体内壁上的紫外线灯管、罩盖在所述紫外线灯管外侧的纳米光催化剂膜、罩盖所述纳米光催化剂膜的外侧的除尘片，在所述壳体的一侧还设有与所述壳体内腔连通的电风扇。
6、根据权利要求5所述果蔬、花卉保鲜器，其特征在于，所示紫外灯指由波长在250～400nm范围的普通紫外线灯管，所述除尘片是一种活性碳纤维布除尘片。
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