CN113787887B - 一种车载空气净化器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的一种车载空气净化器，包括壳体，壳体的上下两端分别开设有出风口和进风口，壳体内位于对应进风口设置有第一气流分配器，第一气流分配器的上方向上依次设置有第一压电触媒滤网、风机、第二气流分配器、第二压电触媒滤网和对应出风口的活性炭滤网。本发明一种车载空气净化器，采用压电触媒技术，利用吸入的空气气流引起的微小振动驱动纳米阵列和纳米片状压电触媒消毒、杀菌、降解车内有毒有害的有机污染物，净化车内空气，保证车内空气质量。结构简单、净化效率高、使用方便、绿色安全。

Description

一种车载空气净化器
技术领域
本发明属于空气净化设备技术领域，具体涉及一种车载空气净化器。
背景技术
随着人类社会的进步和发展，汽车作为代步工具，越来越普及。由于汽车内空间狭小，汽车在行驶一段时间后，需要打开车窗通风，以保证汽车内的空气清新。除此之外，随着城市工业化进程的高速发展，无论城市还是农村，扬尘污染、工业污染、机动车尾气污染、室内装饰装修污染、汽车内饰污染等问题日益严峻，严重影响人们的生活和身体健康，污染的空气对驾乘人员的影响尤为突出。
发明内容
本发明的目的在于提供一种车载空气净化器，无需打开车窗通风也能保证汽车内的空气清新。
本发明所采用的技术方案是：一种车载空气净化器，包括壳体，壳体的上下两端分别开设有出风口和进风口，壳体内位于对应进风口设置有第一气流分配器，第一气流分配器的上方向上依次设置有第一压电触媒滤网、风机、第二气流分配器、第二压电触媒滤网和对应出风口的活性炭滤网。
本发明的特点还在于，
第一压电触媒滤网包括第一双异质结压电触媒复合膜及其上下两端固定的不锈钢丝网，第一双异质结压电触媒复合膜采用多孔阵列ZnO纳米棒、单层MoS2与PVDF复合而成的ZnO/PVDF/MoS2。
第二压电触媒滤网包括第二双异质结压电触媒复合膜及其上下两端固定的不锈钢丝网，第二双异质结压电触媒复合膜采用由纳米片组装而成的MoSe2微球、单层MoS2与石墨烯复合而成的MoSe2/石墨烯/MoS2。
第一气流分配器和第二气流分配器结构相同且均包括分配盘，分配盘上均匀间隔开设有若干分配孔。
壳体包括筒体及密封在其上端的上盖，出风口开设于上盖上，进风口开设于筒体下部的侧壁上，筒体的底端下方固定有底座。
风机采用直流12V风机，风机电连接有位于筒体侧壁上的插孔座。
进风口外覆设有塑料栅格。
本发明的有益效果是：本发明一种车载空气净化器，采用压电触媒技术，利用吸入的空气气流引起的微小振动驱动纳米阵列和纳米片状压电触媒消毒、杀菌、降解车内有毒有害的有机污染物，净化车内空气，保证车内空气质量。结构简单、净化效率高、使用方便、绿色安全。
附图说明
图1是本发明一种车载空气净化器的结构示意图；
图2是本发明一种车载空气净化器中第一气流分配器和第二气流分配器的结构示意图；
图3是本发明一种车载空气净化器对甲醛降解的效果图。
图中，1.壳体，2.出风口，3.进风口，4.第一气流分配器，5.第一压电触媒滤网，6.风机，7.第二气流分配器，8.第二压电触媒滤网，9.活性炭滤网，10.分配盘，11.分配孔，12.筒体，13.上盖，14.底座，15.插孔座，16.塑料栅格。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明提供了一种车载空气净化器，如图1所示，壳体1包括筒体12及密封在其上端的上盖13，出风口2开设于上盖13上，进风口3开设于筒体12下部的侧壁上，进风口3外覆设有塑料栅格16，防止异物进入，筒体12的底端下方固定有底座14。壳体1内位于对应进风口3设置有第一气流分配器4，第一气流分配器4的上方向上依次设置有第一压电触媒滤网5、风机6、第二气流分配器7、第二压电触媒滤网8和对应出风口2的活性炭滤网9，风机6采用直流12V风机，风机6电连接有位于筒体12侧壁上的插孔座15。
其中，第一压电触媒滤网5包括第一双异质结压电触媒复合膜及其上下两端固定的不锈钢丝网，这种双不锈钢丝网层结构有效增加了复合膜的稳定性，不锈钢丝网和复合膜之间不留空隙。第一双异质结压电触媒复合膜采用多孔阵列ZnO纳米棒、单层MoS2与PVDF复合而成ZnO/PVDF/MoS2。第二压电触媒滤网8包括第二双异质结压电触媒复合膜及其上下两端固定的不锈钢丝网，第二双异质结压电触媒复合膜采用由纳米片组装而成的MoSe2微球、单层MoS2与石墨烯复合而成MoSe2/石墨烯/MoS2。
第一双异质结压电触媒复合膜和第二双异质结压电触媒复合膜采用的压电材料是一类具有非中心对称晶体结构的材料，在机械变形或外力场作用下，它们的正电荷中心和负电荷中心会发生相对位移，从而产生压电电势。在压电电势的作用下，产生内建电场，致使压电半导体中电子和空穴发生相对位移，电子将聚集在半导体的导带，而空穴则富集在半导体的价带；导带上的电子具有很强的还原性，将吸附在触媒表面的O2还原为过氧负离子自由基·O2 -，进而与H+作用产生H2O2，或将O2直接还原为H2O2，继而产生活性更高的羟基自由基·OH，·OH可以氧化分解各种有机污染物成CO2和H2O；价带上的空穴具有很强的氧化性，可以直接氧化触媒表面吸附的有机污染物，从而达到净化空气的目的。
第一双异质结压电触媒复合膜中，ZnO和MoS2都是压电半导体，PVDF是压电高聚物，在有外场应变情况下，都会产生压电效应，ZnO/PVDF和MoS2/PVDF双异质结的构成，使压电效应更为显著。复合膜的价带电位可达+2.9V(vs NHE)，导带电位达-0.3V(vs NHE)，开路电压达3V以上。当净化器工作时，空气气流的扰动会引发压电触媒膜中的纤维振动，包括纤维上的纳米棒ZnO摆动、MoS2微球表面的纳米片振动，由此产生内建电场。在内建电场的驱动下，电子和空穴向相反方向移动，催化分解空气中的气态有机污染物，包括甲醛、有机溶剂、CO等。
第二双异质结压电触媒复合膜中，通过静电纺丝将纳米MoSe2、MoS2压电半导体微球负载在石墨烯载体上，形成Z型双异质结复合纤维膜MoSe2/石墨烯/MoS2。复合膜的价带电位可达+1.7V(vs NHE)，导带电位达-1.2V(vs NHE)，开路电压达2.9V以上。当净化器工作时，空气气流的扰动会引发压电触媒膜中的纤维振动，包括纤维上的纳米MoSe2、MoS2微球表面的纳米片振动，由此产生内建电场。在内建电场的驱动下，电子和空穴向相反方向移动，催化分解经第一双异质结压电触媒复合膜初步净化后残留的气态有机污染物，包括甲醛、有机溶剂、CO、一级催化降解的中间产物等。
如图2所示，第一气流分配器4和第二气流分配器7结构相同且均包括分配盘10，由直径64mm、厚度3mm的塑料圆盘所制，分配盘10上直径60mm范围内均匀间隔开设有若干直径3mm的分配孔11，且分配孔11之间相距10mm。第一气流分配器4位于第一压电触媒滤网5下方相距10mm处，第二气流分配器7位于第二压电触媒滤网8下方相距10mm处。
工作时，通过电源连接插孔座15与车载12V直流电源将风机6启动，则车内空气从壳体1的进风口3被吸入筒体12内，先经第一气流分配器4分配后分散进入第一压电触媒滤网5内，保证了与其充分接触，空气中的污染物经充分分解后再经第二气流分配器7分配后进入第二压电触媒滤网8内，进一步保证了污染物的完全分解，之后进入活性炭滤网9吸附异味、残余颗粒物等，完成后净化的洁净空气由上盖13上的出风口2排出。
本发明应用效果如图3所示，甲醛降解效果图，具体步骤：在26×33×35密闭容器内，放入10mL甲醛溶液，放置10min。然后取出甲醛溶液，测其浓度为记为C0，开启净化器，间隔一定时间取样分析，然后绘制Ct/C0与净化时间(min)的关系曲线。
通过上述方式，本发明一种车载空气净化器，采用压电触媒技术，利用吸入的空气气流引起的微小振动驱动纳米阵列和纳米片状压电触媒消毒、杀菌、降解车内有毒有害的有机污染物，净化车内空气，保证车内空气质量。结构简单、净化效率高、使用方便、绿色安全。

Claims (5)

1.一种车载空气净化器，其特征在于，包括壳体(1)，壳体(1)的上下两端分别开设有出风口(2)和进风口(3)，壳体(1)内位于对应进风口(3)设置有第一气流分配器(4)，第一气流分配器(4)的上方向上依次设置有第一压电触媒滤网(5)、风机(6)、第二气流分配器(7)、第二压电触媒滤网(8)和对应出风口(2)的活性炭滤网(9)；
所述第一压电触媒滤网(5)包括第一双异质结压电触媒复合膜及其上下两端固定的不锈钢丝网，第一双异质结压电触媒复合膜采用多孔阵列ZnO纳米棒、单层MoS2与PVDF复合而成的ZnO/PVDF/MoS2；
所述第二压电触媒滤网(8)包括第二双异质结压电触媒复合膜及其上下两端固定的不锈钢丝网，第二双异质结压电触媒复合膜采用由纳米片组装而成的MoSe2微球、单层MoS2与石墨烯复合而成的MoSe2/石墨烯/MoS2。
2.如权利要求1所述的一种车载空气净化器，其特征在于，所述第一气流分配器(4)和第二气流分配器(7)结构相同且均包括分配盘(10)，分配盘(10)上均匀间隔开设有若干分配孔(11)。
3.如权利要求1所述的一种车载空气净化器，其特征在于，所述壳体(1)包括筒体(12)及密封在其上端的上盖(13)，出风口(2)开设于上盖(13)上，进风口(3)开设于筒体(12)下部的侧壁上，筒体(12)的底端下方固定有底座(14)。
4.如权利要求3所述的一种车载空气净化器，其特征在于，所述风机(6)采用直流12V风机，风机(6)电连接有位于筒体(12)侧壁上的插孔座(15)。
5.如权利要求1或3所述的一种车载空气净化器，其特征在于，所述进风口(3)外覆设有塑料栅格(16)。
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