CN113617221A - 可见光催化纳晶钛空气净化的喷剂及喷剂装置 - Google Patents

Abstract

本发明的可见光催化纳晶钛空气净化的喷剂，属于净化空气材料的技术领域，解决现有技术的材料在净化空气时容易二次污染的技术问题。其包括所述喷剂经过掺杂改性的可见光催化纳晶氧化钛材料制备成溶液。本发明属于物理净化，产品的主要成份是无机物，无色无味，形成的多孔纳晶吸附空气污染物，利用可见光能量进行氧化分解，不会造成环境二次污染，吸收外界可见光能量，对甲醛、TVOC和病菌、病毒进行降解。

Description

可见光催化纳晶钛空气净化的喷剂及喷剂装置

技术领域

本发明属于净化空气材料的技术领域，尤其涉及一种可见光催化纳晶钛空气净化的喷剂及喷剂装置。

背景技术

随着人们生活水平的提高，无形间我们赖以生存的环境被污染，工业污染、装修污染、汽车尾气污染等等。甲醛、粉尘、雾霾、细菌等恶劣气体也随之而来，这些隐藏在我们身边的隐形杀手不知道何时会给我们致命的危害。如今，人们防雾霾意识增强，对空气质量越来越高，电子科技发展在日益壮大，空气净化器在社会上流行起来。现有空气净化技术有很多种，主要采取的技术手段有如下几个方面：

1、光催化技术：日本科学家最先发现光照的TiO₂单晶电极能分解水，20世纪90年代光催化技术投入使用。当空气和水经过光触媒材料是技术单元时，通过氧化还原反应产生大量的氢氧根离子OH、过氧羟自由基HO2、过氧化离子O2、氢过氧化物H2O2等，这些离子弥漫在空气中，通过破坏细菌的细胞膜、凝固病毒的蛋白质杀菌消毒，分解各种有机化合物和部分无机物，祛除有害气体和异味。已被实验证明的光催化杀菌机理有：细胞渗透作用、辅酶A的破坏、内毒素的降解、蛋白质和脂类的变性分解和细胞矿化等。但传统的TiO₂，只能依靠UVC紫外线催化。当前市场上，有多种利用紫外线进行光催化的空气净化器或消毒机。

2、定量活性氧技术：活性氧是一项成熟技术，世界上使用活性氧已有一百多年的历史，它能迅速、彻底灭活细菌，合理使用时是国际公认的最环保、最彻底有效的净化方式之一。同时，其强氧化性使其能够与甲醛(HCHO)、苯(C6H6)等羰基(碳氧)、烃基(碳氢)化合物发生反应生成CO₂、H2O、O₂等，从而彻底消除上述有害装修残留物。需要强调的是，使用活性氧一定要控制浓度，使用当容易发生安全危险。当前市面上比较先进的净化器能够精确控制活性氧的产生频率进而控制活性氧浓度。

3、负离子技术：负离子技术又称单极离子流技术，其生成的负离子流，吸附空气中带正电荷的悬浮颗粒物，使颗粒物不断聚积变重，致其脱离气溶状态而沉降。负离子对于直径介于0.001-100微米的颗粒物均有沉降效果但对于小于等于2.5微米的颗粒物称为细颗粒物，即PM2.5，只有活性高的小粒径负氧离子才有明显效果。负离子空气净化器利用空气弥漫性的特点使整个房间都充满负离子，能够快速除尘降尘，不留死角，净化作用较为彻底。当前市面上有不少利用该技术研制的空气净化器或消毒机。

4、HEPA滤网：分PP滤纸、玻璃纤维、复合PPPET滤纸、熔喷涤纶无纺布和熔喷玻璃纤维五种材质，可过滤特定粒径的颗粒物，被广泛应用于空气净化器或空气消毒机。缺点是，使用一段时间后，滤网会造成阻塞，必须进行更换。

5、活性炭：活性炭用木屑、果壳、褐煤等含碳物质为原料，经碳化和活化制成。有粉状(粒径为10～50微米)和颗粒状(粒径为0.4～2.4毫米)两种。通性是多孔，比表面积大。总表面积达每克500～1000㎡，活性炭的净化作用与孔径大小直接相关，当孔径大小接近颗粒物直径时净化作用最为明显，椰维炭是一种新型的活性炭，其孔径大小比较直径较小净化效果比较明显，被广泛应用于空气净化器或空气消毒机等。缺点是，使用一段时间后，必须进行更换。

6、净化植物：常见的有绿萝、秋海棠、菊花、吊兰、白掌等几十种植物。缺点是净化效率不高。

7、嫁接高分子聚合技术：把产生恶臭以及产生污染的问题物质吸附到自身载体，并产生化学反应，通过改变对象物质的分子结构，来分解问题物质，从而达到强力快速的消臭和净化的目的。分子量一般高达10万级以上，通过活性高分子链强力快速吸附车内有害空气和异味分子，然后再通过活性官能团分解反应，有效消除目标有害物质。在改变有害空气成分的分子结构后，分解出的有机物质和水。无毒副作用，安全可靠。被吸附分解的物质经过处理后，不会再次释放。通过分子结构的嫁接重合技术，嫁接与被嫁接物质形成了稳定的高分子聚合物，从根本上解决了低分子结构带来的稳定性欠缺的问题，不会出现随着时间推移产品性能退化的现象。吸附分解速度快容量大，对使用环境要求低。本技术主要适用于车内等狭小密闭空间，针对有害空气有：甲醛、乙醛、壬烯醛、低级脂肪酸、醋酸、异戊酸、碱性恶臭物质、氨、胺类、笨类、甲苯、二甲苯、其它tvoc总挥发物等。特别是消除车内甲醛等致癌物，效果迅速强力，当前市场上成型的产品还不多。

8、空气消毒剂：大多数为无色液体，有强烈刺激性气味。用于杀灭空气中病原微生物，使其达到无害化要求，将病原微生物消灭于人体之外，切断传染病的传播途径，达到控制传染病的目的。消毒剂按照其作用的水平可分为灭菌剂、高效消毒剂、中效消毒剂、低效消毒剂。灭菌剂可杀灭一切微生物使其达到灭菌要求，包括高锰酸钾、甲醛、戊二醛、环氧乙烷、过氧乙酸、过氧化氢、二氧化氯等。其优点是快速高效，缺点是有强烈刺激性气味，对环境有二次污染，且不具有持久性。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可见光催化纳晶钛空气净化的喷剂，解决现有技术的材料在净化空气时容易二次污染的技术问题。本案的技术方案有诸多技术有益效果，见下文介绍：

一方面提供一种可见光催化纳晶钛空气净化的喷剂，所述喷剂经过掺杂改性的可见光催化纳晶氧化钛材料制备成溶液。

另一方面提供一种可见光催化纳晶钛空气净化的喷剂装置，包括罐体和安装在所述罐体上的喷剂组件，所述喷剂组件内放置无机可见光催化试剂，有液体或空气状的可见光催化纳晶钛空气净化剂，其中：

按压所述喷剂组件，能够将所述罐体内的所述无机可见光催化试剂喷出。

与现有技术相比，本发明提供的技术方案包括以下有益效果：

本案所提供材料，把无机可见光催化材料配制成喷剂，喷涂于墙面等附着物上，形成透明纳晶墙面膜，吸附并降解室内空气中的甲醛、有毒有害气体和病毒、病菌，不仅达到持久改善室内空气质量的目的，同时又不造成二次环境污染，解决传统的化学制剂或紫外线灯进行空气净化时，容易造成二次环境污染，且持久性差的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为发明罐体带有盖体的示意图；

图2为发明罐体带有喷头的示意图；

图3为本发明喷头的示意图；

图4为本发明喷头的剖视图；

图5为本发明罐体的主视剖视图。

其中：

1、盖体；2、罐体；3、喷头；21、喷雾嘴；22、二元阀袋；23、凹槽；24、突起；31、凹槽结构；311、防滑槽；32、喷口；33、L型中空结构。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。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。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。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。

需要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本发明，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。

还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践方面。为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图1所示的可见光催化纳晶钛空气净化的喷剂，该喷剂经过掺杂改性的可见光催化纳晶氧化钛材料制备成溶液。具体的：溶液为使用经过掺杂改性的可见光催化纳晶氧化钛材料粉剂与去离子水混合调制而成。

掺杂改性的方法为对二氧化钛材料进行掺杂改性，使其光催化响应波长由紫外光波长拓展到可见光波长，使用现有技术中的方法进行改性即可。

需要强调的是：该喷剂使用掺杂改性的可见光催化纳晶氧化钛材料和去离子水混合，属于物理净化，产品的主要成份是无机物，无色无味，形成的多孔纳晶吸附空气污染物，利用可见光能量进行氧化分解，不会造成环境二次污染，吸收外界可见光能量，对TVOC和病菌、甲醛和病毒进行降解。

优选的配比为，溶液中掺杂改性的可见光催化纳晶氧化钛材料粉剂与去离子水重量比例至少为1：5，确保掺杂改性的可见光催化纳晶氧化钛材料粉能够全部被溶解，不会产生部分小颗粒或团装物。本案旨在将可见光催化纳晶氧化钛材料作为用途发明，用在净化空气的领域中。

其次提供一种可见光催化纳晶钛空气净化的喷剂装置，包括罐体2和安装在罐体2上的喷剂组件，喷剂组件内放置无机可见光催化试剂，有液体或空气状的可见光催化纳晶钛空气净化剂，其中：

按压喷剂组件，能够将罐体2内的无机可见光催化试剂喷出。无机可见光催化试剂喷出可以是上述的喷剂，也可以是其他无机可见光催化试剂，且被沿水平方向喷出和/或能够在水平方向进行扩散。

把无机可见光催化材料配制成喷剂，喷涂于墙面等附着物上，形成透明纳晶墙面膜，吸附并降解室内空气中的有毒有害气体和病毒、病菌，不仅达到持久改善室内空气质量的目的，同时又不造成二次环境污染，解决传统的化学制剂或紫外线灯进行空气净化时，容易造成二次环境污染。

作为本案所提供的具体实施方式，喷剂组件包括喷头3和与喷头3连通的二元阀袋22，二元阀袋22使用现有技术的产品即可。二元阀袋22包括喷雾嘴21，二元阀袋22内载有可见光催化纳晶钛空气净化剂且密封放置在罐体2内，并且喷雾嘴21与喷头3连通式连接，其中：

按压喷头3，可见光催化纳晶钛空气净化的喷剂沿喷雾嘴21流出并通过喷头3被喷出。

具体的：罐体2内且在二元阀袋22外压缩有有压气体，在按压喷头3时，有压气体提供动力驱动可见光催化纳晶钛空气净化剂沿喷雾嘴21流出。一般的，罐体2容易为500ml或250ml，罐体2与阀袋之间加入定量压缩空气的压力为0.6-0.8MPa。具体的工艺加工方式采用现有技术方法即可。

进一步的，罐体2顶部以喇叭形结构设置且在顶面设置有凹槽23，凹槽23中央区域设置突起24；喷雾嘴21的部分伸出突起24与喷头3连通，以方便整体罐体2的形成。

上述所述的方案中，喷头3的顶面设置有非封闭的凹槽结构31，非封闭的凹槽结构31内设置有防滑槽311或防滑突起24，便于指头的按压，防止打滑致使喷出的喷剂不均匀，和或，

喷头3侧面设有喷口32，喷头3以中空结构设且底面开口，喷头3内一体式设置L型中空结构33，L型中空结构33两端分别与喷口32和喷雾嘴21连通，且与喷雾嘴21连通的部分长度以渐变结构设置，渐变结构的设置使喷雾嘴21在竖直方向上部分伸入L型中空结构33中，不影响喷剂的喷出，具有进行限位功能，和/或，

喷口32出设置橡胶圈，橡胶圈与近邻的L型中空结构33的一端连接，且在对应位置开口，避免空气的粉尘落入喷口32形成堵塞，和/或，还包括盖体1，盖体1能够盖合罐体2。盖体1的作用是避免在非使用时误动作造成喷剂被喷出，造成浪费。

本发明的有益技术效果：

一是可见光催化，内部的复合氧化剂材料不需要用紫外线进行催化，微弱的可见光即可进行催化，达到降解TVOC和病菌、病毒的目的。

二是物理净化，产品的主要成份是无机物，无色无味，形成的多孔纳晶吸附空气污染物，利用可见光能量进行氧化分解，不会造成环境二次污染。

三是持久性好，产品的主要成分复合氧化剂材料，吸收外界可见光能量，对TVOC和病菌、病毒进行降解，本身并不损耗；从理论上讲，只要其表面不被灰尘等覆盖或被强力擦除，就一直有效。

四是适用广泛，产品不仅可喷涂于室内墙面，对室内空气进行净化，也可用喷涂于公共交通工具，进行内部空气净化，甚至可添加到其它水性涂料或油漆中，制作成抗菌涂料或油漆。

五是效费比高，产品一次喷涂，可长期进行空气净化，相较于目前市场上广泛应用的空气净化剂，每2-4个小时就进行一次喷涂，效费比明显提升。

产品研制完成后，样品送广州市微生物研究所有限公司进行了检测。检测结果表明“总抗菌率>99.9％,具有较强的抗菌作用”、“甲型流感病毒灭活率99.92％”、“甲醛净化效率91.8％”、“甲醛持久性净化效率74.2％”。

以上对本发明所提供的产品进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离发明创造原理的前提下，还可以对发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种可见光催化纳晶钛空气净化的喷剂，其特征在于，所述喷剂经过掺杂改性的可见光催化纳晶氧化钛材料制备成溶液。

2.根据权利要求1所述的喷剂，其特征在于，所述溶液为使用经过掺杂改性的可见光催化纳晶氧化钛材料粉剂与去离子水混合调制而成。

3.根据权利要求2所述的喷剂，其特征在于，所述掺杂改性的方法为对二氧化钛材料进行掺杂改性，使其光催化响应波长由紫外光波长拓展到可见光波长。

4.根据权利要求2所述的喷剂，其特征在于，所述溶液中掺杂改性的可见光催化纳晶氧化钛材料粉剂与去离子水重量比例为1：5。

5.一种喷剂装置，其特征在于，包括罐体和安装在所述罐体上的喷剂组件，所述喷剂组件内放置无机可见光催化试剂，有液体或空气状的可见光催化纳晶钛空气净化剂，其中：

按压所述喷剂组件，能够将所述罐体内的所述无机可见光催化试剂喷出。

6.根据权利要求5所述的喷剂装置，其特征在于，所述无机可见光催化试剂为如权利要求1至4任意一项所述的喷剂，和/或，无机可见光催化试剂被沿水平方向喷出和/或能够在水平方向进行扩散。

7.根据权利要求6所述的喷剂装置，其特征在于，所述喷剂组件包括喷头和与所述喷头连通的二元阀袋，所述二元阀袋包括喷雾嘴，所述二元阀袋内载有可见光催化纳晶钛空气净化剂且密封放置在所述罐体内，并且所述喷雾嘴与喷头连通式连接，其中：

按压所述喷头，所述可见光催化纳晶钛空气净化的喷剂沿所述喷雾嘴流出并通过所述喷头被喷出。

8.根据权利要求7所述的喷剂装置，其特征在于，所述罐体内且在所述二元阀袋外压缩有有压气体，在按压所述喷头时，所述有压气体提供动力驱动所述可见光催化纳晶钛空气净化剂沿所述喷雾嘴流出。

9.根据权利要求8所述的喷剂装置，其特征在于，所述罐体顶部以喇叭形结构设置且在顶面设置有凹槽，所述凹槽中央区域设置突起；所述喷雾嘴的部分伸出所述突起与所述喷头连通。

10.根据权利要求6所述的喷剂装置，其特征在于，所述喷头的顶面设置有非封闭的凹槽结构，所述非封闭的凹槽结构内设置有防滑槽或防滑突起，和或，

所述喷头侧面设有喷口，所述喷头以中空结构设且底面开口，所述喷头内一体式设置L型中空结构，所述L型中空结构两端分别与所述喷口和喷雾嘴连通，且与所述喷雾嘴连通的部分长度以渐变结构设置，能够在竖直方向上对喷雾嘴伸入进行限位，和/或，

所述喷口出设置橡胶圈，所述橡胶圈与近邻的L型中空结构的一端连接，且在对应位置开口，和/或，还包括盖体，所述盖体能够盖合所述罐体。

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