CN114251906A - 空气净化模块及冰箱 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种空气净化模块及冰箱，所述空气净化模块设置于冰箱内，所述空气净化模块包括：风扇，所述风扇使得空气从空气流入口朝向空气排出口流动；过滤吸附装置，所述过滤吸附装置设置于空气的流动路径上；以及光源单元，所述光源单元用于向所述过滤吸附装置提供紫外光；其中，所述过滤吸附装置包括复合光催化材料和过滤吸附网，所述复合光催化材料设置于所述过滤吸附网内，所述复合光催化材料中包括TiO2和石墨烯复合光催化剂，所述复合光催化材料中石墨烯的重量百分比为3‑5。

Description

空气净化模块及冰箱
技术领域
本发明涉及空气净化模块及包括该空气净化模组的冰箱。
背景技术
冰箱是具备冷藏保管食品的储藏室和向储藏室供应冷气的冷气供应装置而将食品保鲜的设备。
现有的冰箱中，广泛应用UVC紫外线加光催化剂技术，利用UVC紫外线激发光催化剂产生大量自由基和活氧离子，进行杀菌和除味功能，实现冰箱的保鲜功能。
但是，UVC紫外线联合光催化剂的杀菌除味技术，普遍存下如下问题：
1)UVC发光二极管发出的紫外光随着发光距离的增加，辐射量衰减速度下降明显，大约紫外光的发光距离每增加20cm，杀菌辐射量衰减三个数量级。目前，UVC发光二极管必须使用在其发光距离10cm以内才有杀菌效果，且，最佳使用范围是在发光距离1cm的范围内，极大的限制了UVC发光二极管的杀菌效果。
2)常用的光催化剂TiO2随着使用时间的延长，杀菌效率迅速衰减；对于冰箱内空气快速流动的场景，光催化剂的杀菌效率较差；另外，传统光催化剂的激发波长很短，在388nm附近，激发光波段很短，杀菌效果不高。
发明内容
本发明解决的问题是如何克服UVC发光二极管在冰箱中的杀菌除味效率不高，以及，如何在冰箱中空气流速较大的情况下对空气的高效杀菌。
为解决上述问题，本发明技术方案提供了一种空气净化模块，所述空气净化模块设置于冰箱内，所述空气净化模块包括：风扇，所述风扇使得空气从空气流入口朝向空气排出口流动；过滤吸附装置，所述过滤吸附装置设置于空气的流动路径上；以及光源单元，所述光源单元用于向所述过滤吸附装置提供紫外光；其中，所述过滤吸附装置包括复合光催化材料和过滤吸附网，所述复合光催化材料设置于所述过滤吸附网内，所述复合光催化材料中包括TiO2和石墨烯复合光催化剂，所述复合光催化材料中石墨烯的重量百分比为3-5。
作为可选的技术方案，所述光源单元提供波长200-280nm的紫外光。
作为可选的技术方案，所述光源单元到所述过滤吸附装置的距离小于等于30mm。
作为可选的技术方案，所述空气净化模块设置于所述冰箱的风道内。
作为可选的技术方案，还包括一对第一卡槽，所述第一卡槽设置于所述风道的内壁上，所述过滤吸附装置的两端分别插入一对所述第一卡槽中，使得所述过滤吸附装置可拆卸的安装于所述风道内。
作为可选的技术方案，还包括壳体，所述壳体包括空气流通空间，所述空气流入口和所述空气排出口分别设置于所述空气流通空间的两侧，其中，所述风扇、所述过滤吸附装置以及所述光源单元分别设置于所述空气流通空间内。
作为可选的技术方案，所述空气净化模块设置于所述冰箱内部的间室中。
作为可选的技术方案，所述光源单元设置于所述风扇和所述过滤吸附装置之间。
作为可选的技术方案，还包括抗紫外线装置，所述抗紫外线装置包括相邻且间隔设置的第一镀银塑料板和第二镀银塑料板，所述第一镀银塑料板靠近所述过滤吸附装置，所述第一镀银塑料板的中间区域上设置第一多孔图案，所述第二镀银塑料板的两侧区域设置两个第二多孔图案，其中，两个第二多孔图案分别与第一多孔图案错开。
作为可选的技术方案，还包括卡槽，所述卡槽设置于所述壳体内，所述过滤吸附装置的两端插入所述卡槽中，使得所述过滤吸附装置可拆卸的安装于所述壳体内。
本发明还提供一种冰箱，所述冰箱包括如上所述的空气净化模块。
与现有技术相比，本发明提供一种空气净化模块及其冰箱，采用重量百分数3-5石墨烯的TiO2和石墨烯复合光催化材料联合200-280nm的紫外光，可实现杀灭微生物，去除异味有机物的作用。另外，过滤吸附装置对微生物和异味有富集和过滤的作用，这样可以最大程度上对冰箱进行净化。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1是本发明一实施例中复合光催化材料与传统光催化材料的除味率散点图。
图2为本发明一实施例中的空气净化模块示意图。
图3为本发明另一实施例中的空气净化模块示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合实施例及附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供一种空气净化模块，其适用于对冰箱内部的空气进行除味杀菌，提升冰箱的保鲜功能。其中，本发明提供的空气净化模块可以是利用设置在冰箱的风道中，也可以是一个独立的净化模块安装于冰箱内部的间室中。
本发明提供的空气净化模块，主要包括风扇、过滤吸附装置和光源模块，风扇可使得空气从空气流入口朝向空气排出口流动；过滤吸附装置设置在空气的流动路径上，风扇带动外部空气从空气流入口流入，经过过滤吸附装置后，从空气流出口流出，在冰箱的内部进行循环；光源单元用于向过滤吸附装置提供紫外光；其中，过滤吸附装置包括复合光催化材料和过滤吸附网，复合光催化材料设置于过滤吸附网内，复合光催化材料包括TiO2和石墨烯复合光催化剂，复合光催化材料中石墨烯的重量百分比为3-5。
在一较佳的实施例中，当外部空气经风扇的作用，流经过滤吸附装置时，空气中的微生物等异物被过滤吸附网吸附，此时，光源模块提供波长200-280nm的紫外光，TiO2和石墨烯复合光催化剂被波长200-280nm紫外光激活而引起化学反应，从而通过氧化还原反应分解与TiO2和石墨烯复合光催化剂接触的空气内的各种污染物质、细菌等。
其中，TiO2和石墨烯复合光催化剂被暴露于带隙(band gap)能以上的光，会引起生成电子和空穴的化学反应。由此，空气中的化合物、例如水或有机物质可以被通过TiO2和石墨烯复合光催化剂反应形成的羟基自由基(Hydroxy Radical)和超氧化离子(Superoxide Ion)分解。羟基自由基是氧化能力很强的物质，可以分解空气中的有机污染物质和吸附于过滤吸附网的有机污染物质为二氧化碳、水，从而产生除臭效果。另外，羟基自由基和超氧化离子还可以破坏菌细胞内的酵素和作用于呼吸系统的酵素等，起到杀菌或抗菌作用，阻挡菌或霉菌繁殖，还能够分解其释放出的毒素。
另外，本发明采用的TiO2和石墨烯复合光催化材料中，由于石墨烯优异的导电性、大的比表面积和吸附性能，因此利用石墨烯的特殊结构，将TiO2颗粒复合生长于石墨烯片层上，既能增大TiO2的光催化面积，又能增大光生载流子的传输速率，降低光生电子-空穴对的复合，能够大大提高TiO2的光催化产氢效率，即，显著提高TiO2的光催化效率。
表1、TiO2和石墨烯复合光催化材料和纯TiO2光催化材料的除菌率数据
Figure BDA0002701253880000051
由表1可知，采用TiO2和石墨烯复合光催化材料并联合200-280nm的UVC紫外光的除菌方案，在相同的测试时间，对金黄色葡萄球菌、大肠埃希氏菌的除菌率均接近100％，大于单纯采用TiO2和315～400nm的UVA紫外光的除菌方案的除菌率。
表2、TiO2和石墨烯复合光催化材料和纯TiO2光催化材料的除味率数据
Figure BDA0002701253880000061
由表2和图1可知，采用TiO2和石墨烯复合光催化材料并联合200-280nm的UVC紫外光的除味方案在一小时内对甲硫醇的转化效率为99.1％，可实现高效的除味。而在相同时间内，采用TiO2(传统光催化剂)联合UVA紫外光的除味方案在一小时内对甲硫醇的转化率仅为43.9％，且将测试时间继续延长一小时候，甲硫醇的转化率仅增加到65.4％，说明即使延长时间，也不能有效提高除味效果。
另外，当本发明采用TiO2和石墨烯复合光催化材料时，光源单元和过滤吸附装置的之间的距离小于等于30mm即可，克服了现有技术，光源单元距离过滤吸附装置的距离大于10mm就不能实现有效除菌、除味的问题。
以下将结合图2和图3说明，本发明的空气净化模块的具体结构。
如图2所示，空气净化模块100设置在冰箱的风道50内，特别是设置风道50的主风路上，对冰箱内部循环冷气进行除菌、除味后送入至对应的间室中。
本实施例中，风扇10为轴流风扇，其用于将冷气通过风道50的流通腔60送入不同的间室中，冷气的在风道50内的流通路径如图1中箭头所示。风道50的内壁上设置过滤吸附装置20，其包括复合光催化材料和过滤吸附网，复合光催化材料设置与过滤吸附网内，复合光催化材料中包括TiO2和石墨烯复合光催化剂，复合光催化材料中石墨烯的重量百分比为3-5。
在一较佳的实施例中，光源单元30设置在风道50的内壁上，其提供200-280nm的紫外光，200-280nm的紫外光朝向过滤吸附装置20照射，以激活TiO2和石墨烯复合光催化剂，使其能够对吸附在过滤吸附网上的污染物和细菌分解，进行除臭和杀菌。较佳的，光源单元30到过滤吸附装置20的距离小于30mm，确保光源单元30提供的紫外光尽量多的照射到过滤吸附装置20上，使得上述复合光催化材料被更好的激发。
本实施例中，按比例将TiO2沉积至石墨烯上进行复合，再与复合光催化材料中的其他基材混合后，将复合光催化材料的混合物转移至过滤吸附网内，形成过滤吸附装置。
本实施里中，风道50的内壁上设置卡槽(未图示)，过滤吸附装置20两侧可拆卸的连接于卡槽中，过滤吸附装置20在使用一段时间后可从卡槽中取出，进行清洗或者更换，避免因替换整个净化模块造成的成本上升的问题。
如图3所示，本发明还提供一个独立的空气净化模块200，其可单独设置于冰箱的间室中，通过自带的风扇210抽取冰箱的间室内的空气进行除臭和杀菌。
具体来讲，空气净化模块200中的风扇210、过滤吸附装置230以及光源240分别设置在壳体220的空气流通空间221内，空气流通空间221包括空气流入口和空气流出口。其中，空气流通空间221内的空气按照图3中箭头所示的方向进行流通。
风扇210包括风扇罩211，风扇罩211的出口212朝向空气流通空间221的空气流出口。较佳的，出口212朝向空气流通空间221的空气流出口的一侧设置导流板223，导流板223的数量为两个，两个导流板223之间成喇叭状，其将出口212流出的空气尽量传导至过滤吸附装置230。
本实施例中，风扇罩211远离壳体220的底板223一侧可形成空气流入口，壳体220远离风扇210的一端设置空气流出口224。
壳体220内侧设置卡槽222，过滤吸附装置230相对的两端分别可拆卸的插入卡槽222中，便于拆卸过滤吸附装置230进行更换和清洗。
过滤吸附装置230包括过滤吸附网和复合光催化材料，过滤吸附网能够吸附污染物和细菌等微生物，复合光催化材料的TiO2和石墨烯复合光催化剂在光源单元240提供的200-280nm的紫外光作用下被激活，对吸附的污染物和细菌等微生物进行分解，达到除臭和除菌的目的。
过滤吸附装置230和风扇210之间设置光源单元240，光源单元240包括多孔底座241和紫外发光二极管242，紫外发光二极管242用于提供波长200-280nm的紫外光至过滤吸附装置230上，以激发过滤吸附装置230内部的TiO2和石墨烯复合光催化剂。较佳的，光源单元240与过滤吸附装置230之间的距离小于等于30mm，以保证紫外发光二极管242提供的紫外光尽可能的照射至过滤吸附装置230上。
其中，多孔底座241包括多个贯通孔243，多个贯通孔243用以提供从风扇罩211的出口212流出的空气提供流通路径，不会降低空气在空气流通空间221内的流通效率。
另外，空气净化模块200还包括抗紫外线装置，抗紫外线装置为镀银塑料板，其设置与空气排出口224和过滤吸附装置230之间。
本实施例中，抗紫外线装置包括相邻且间隔设置的第一镀银塑料板250和第二镀银塑料板260，其中，第一镀银塑料板250包括多个第一通孔251，多个第一通孔251构成第一多孔图案，第一多孔图案设置于第一镀银所料板250的中间区域，且第一镀银所料板250除中间区域之外的未设置通孔结构，当空气流通至第一镀银塑料板250和过滤吸附装置230之间时，因为仅在第一镀银所料板250的中间区域设置多个第一通孔251，因此，空气可以短暂的停留在第一镀银塑料板250和过滤吸附装置230之间的，使得空气与过滤吸附装置230更加充分的接触，因而有益于过滤吸附装置230中的TiO2和石墨烯复合光催化剂对空气中的污染物和细菌进行分解，进而提升杀菌和除臭效果。
另外，第二镀银所料板260包括多个第二通孔261，多个第二通孔261构成两组第二多孔图案，两组第二多孔图案设置于第二镀银塑料板260的两侧区域，其中，第二镀银塑料板260的中间区域与第一多孔图案相对，即，从第一多孔图案中流出的空气，从第二镀银塑料板260两侧的第二多孔图案的第二通孔261中流出。即，两个第二多孔图案与第一多孔图案相互错开。
在本发明其他实施里中，第一多孔图案可以设置于第一镀银塑料板的侧边区域，第二多孔图案可以设置于第二镀银塑料板的中间区域，将第一多孔图案和第二多孔图案错开设置，延长空气在壳体的空气流通空间内的流通路径。
由于镀银塑料板本身也具有除菌和除味能力，通过延长空气在第一镀银塑料板250和第二镀银塑料板260之间的流通路径，即使是冰箱内部的空气流通量大的情况下，也能够有效提升杀菌和除味效率。
本发明还另提供一种冰箱，所述冰箱包括上所述的空气净化模块100、200。
综上，本发明提供一种空气净化模块及其冰箱，采用重量百分数3-5石墨烯的TiO2和石墨烯复合光催化材料联合200-280nm的紫外光，可实现杀灭微生物，去除异味有机物的作用。另外，过滤吸附装置对微生物和异味有富集和过滤的作用，这样可以最大程度上对冰箱进行净化。
当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (11)

1.一种空气净化模块，所述空气净化模块设置于冰箱内，其特征在于，所述空气净化模块包括：
风扇，所述风扇使得空气从空气流入口朝向空气排出口流动；
过滤吸附装置，所述过滤吸附装置设置于空气的流动路径上；以及
光源单元，所述光源单元用于向所述过滤吸附装置提供紫外光；
其中，所述过滤吸附装置包括复合光催化材料和过滤吸附网，所述复合光催化材料设置于所述过滤吸附网内，所述复合光催化材料中包括TiO2和石墨烯复合光催化剂，所述复合光催化材料中石墨烯的重量百分比为3-5。
2.根据权利要求1所述的空气净化模块，其特征在于，所述光源单元提供波长200-280nm的紫外光。
3.根据权利要求1所述的空气净化模块，其特征在于，所述光源单元到所述过滤吸附装置的距离小于等于30mm。
4.根据权利要求1所述的空气净化模块，其特征在于，所述空气净化模块设置于所述冰箱的风道内。
5.根据权利要求4所述的空气净化模块，其特征在于，还包括一对第一卡槽，所述第一卡槽设置于所述风道的内壁上，所述过滤吸附装置的两端分别插入一对所述第一卡槽中，使得所述过滤吸附装置可拆卸的安装于所述风道内。
6.根据权利要求1所述的空气净化模块，其特征在于，还包括壳体，所述壳体包括空气流通空间，所述空气流入口和所述空气排出口分别设置于所述空气流通空间的两侧，其中，所述风扇、所述过滤吸附装置以及所述光源单元分别设置于所述空气流通空间内。
7.根据权利要求6所述的空气净化模块，其特征在于，所述空气净化模块设置于所述冰箱内部的间室中。
8.根据权利要求1所述的空气净化模块，其特征在于，所述光源单元设置于所述风扇和所述过滤吸附装置之间。
9.根据权利要求6所述的空气净化模块，其特征在于，还包括抗紫外线装置，所述抗紫外线装置包括相邻且间隔设置的第一镀银塑料板和第二镀银塑料板，所述第一镀银塑料板靠近所述过滤吸附装置，所述第一镀银塑料板的中间区域上设置第一多孔图案，所述第二镀银塑料板的两侧区域设置两个第二多孔图案，其中，两个第二多孔图案分别与第一多孔图案错开。
10.根据权利要求6所述的空气净化模块，其特征在于，还包括卡槽，所述卡槽设置于所述壳体内，所述过滤吸附装置的两端插入所述卡槽中，使得所述过滤吸附装置可拆卸的安装于所述壳体内。
11.一种冰箱，其特征在于，所述冰箱包括如权利要求1-10中任意一项所述的空气净化模块。
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