CN1175921C - 高吸附性光催化空气处理器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高吸附性光催化空气处理器。该处理器由外壳4和装于外壳内的蛇形普通紫外管灯11、玻璃纤维挡光层5、金属筛板6、颗粒吸附材料7、负载有高吸附性光催化剂的纤维状堆积体8和表面上烧结有高吸附性光催化剂的中间玻璃隔板9，装在壳体上的进气口2，出气口10，进气扇4组成，特点是本空气处理器采用的有高吸附性光催化剂的纤维和中间玻璃隔板的结构，由表面到载体为复合TiO₂体积含量＜50%的活性炭层A，复合TiO₂体积含量＞50%的活性炭层B，纳米厚度的TiO₂金红石过渡层C和载体本体构成。本处理器对有机物、臭气等有较好吸附能力，并能较好光催化，成本较低。

Description

高吸附性光催化空气处理器

技术领域

本发明涉及采用对有机物具有高吸附性高光催化转化效率材料的空气处理器，具体为一种高吸附性光催化空气处理器。

背景技术

利用半导体催化剂材料被紫外光或可见光激发能产生高能电荷电子—空穴对，在氧或水的参与下，可以使吸附在催化剂表面的污染物、微生物、有机物、细菌等氧化或还原、或转化或降解，从而达到净化空气的目的，而空气中的氧及微量水分恰好为这类反应提供了条件。

宽禁带半导体光催化剂要求采用紫外光激发的激发光源。如对TiO₂激发要求λ°≤380nm的紫外光源。这一特性恰好又满足了利用紫外光净化室内空气技术中同时杀死空气中致病微生物的要求，因此在光催化空气净化处理器中一般都使用医用杀菌灯作反应光源，其光波长λ°＝253.7nm。

气固相光催化反应是在常温下进行的催化反应，反应光源亦属冷光，对环境温度无显著影响，这就满足了光催化消除污染技术应用于室内空气净化的要求。

目前市售的气固相光催化空气净化处理器，在技术方面仍存在较严重的工艺技术问题，因而影响了光催化技术的实用化推广及应用。如：(1)TiO₂是一种白色、无毒价廉的化学原料，在紫外光条件下，能产生光催化功能，具有抗菌分解油污和有害气体的功能。但是TiO₂对有机物、细菌、微生物及其他微粒缺乏吸附能力，尽管该材料对紫外光敏感，然而光催化效率不高。(2)TiO₂具有较高的带隙能，在紫外光的范围内具有一定激发光催化能力，但对自然光不敏感。为提高其光催化能力，目前掺用贵重金属，这样就增加了光催化材料的成本。

发明内容

本发明的目的是针对目前光催化空气净化处理器，使用的材料吸附性能不强，导致效率低下的状况及光催化剂制备成本较高的问题，提供一种具有对有机污染物、细菌、微生物、臭气有较好吸附能力，并能较好光催化，成本较低的高吸附性光催化空气处理器。

达到本发明目的的高吸附性光催化空气处理器，包括外壳和装于外壳内的蛇形普通紫外管灯、玻璃纤维挡光层、金属筛板、颗粒吸附材料、负载有高吸附性光催化剂的纤维状堆积体和表面上烧结有高吸附性光催化剂的中间玻璃隔板，装在壳体上的气体进口，气体出口，进气扇，在气体进出口处向壳内中间方向依次装置玻璃纤维挡光层、金属筛板、颗粒吸附材料、蛇形紫外管灯。二个金属筛板中间装填颗粒吸附材料，蛇形紫外管灯的每个折弯间有中间玻璃隔板，金属筛板与蛇形紫外管灯之间的空隙填负载有高吸附性光催化的纤维状堆积体。

所述的表面上烧结有高吸附性光催化剂的中间玻璃隔板，由复合TiO₂体积含量＜50％的活性炭层A，复合TiO₂体积含量＞50％的活性炭层B，纳米厚度的TiO₂金红石过渡层C和载体本体依次叠加构成。

所述的负载有高吸附光催化剂层的纤维状堆积体的纤维材料，是由复合TiO₂体积含量＜50％的活性炭层A，复合TiO₂体积含量＞50％的活性炭层B，纳米厚度的TiO₂金红石过渡层C和载体本体依次叠加构成的纤维材料。

本发明的空气处理器，采用的光催化材料复合TiO₂，是选用Fe、Sn、Cu中任一种金属元素的氧化物与TiO₂复合的复合TiO₂。用普通廉价的金属Fe、Sn、Cu的氧化物制备复合TiO₂，同样可以增加TiO₂光催化能力，而它却比目前用贵重金属Pt或Pd制备的复合TiO₂成本低许多。由于在光催化材料复合TiO₂中掺加了活性炭微粒，因而增加了催化剂的吸附能力。光催化材料附在玻璃片和纤维上的方法是将复合TiO₂和活性炭微粒用聚乙二醇调配成光催化材料溶胶液，浸渍在载体玻璃片或纤维上，经烘干和加热到450～550℃处理，使聚乙二醇挥发分解，活性炭粒与复合TiO₂以网络扎钉分布结构薄膜负载载体上。催化剂薄膜与载体间加TiO₂金红石晶型过渡层，这样负载有本光催化剂的玻璃片和纤维用于本空气处理器中具有高吸附能力和高光催化转化除污效率。

附图说明

图1是本高吸附性光催化空气处理器结构示意图。

图2是高吸附性光催化剂与载体结合结构示意图。

图中标号含义：1为蛇形紫外管灯，2进气口，3进气扇，4外壳，5玻璃纤维挡光层，6金属筛板，7活性炭吸附层，8附载吸附性光催化剂玻璃纤维，表面附有复合TiO₂薄膜的中间玻璃隔板，10出气孔。

图2中A为复合TiO₂体积含量＜50％的活性炭层，B为复合TiO₂体积含量＞50％的活性炭层，C纳米厚度的TiO₂金红石过渡层，D载体(如纤维状、块状、片状玻璃、麦饭石、蛭石、沸石、炭纤维)。

具体实施方式

本发明的高吸附性光催化空气处理器的实施例如图1所示，本空气处理器由外壳4和装于外壳内的蛇形普通紫外管灯1，玻璃纤维挡光层5，金属筛板6，颗粒活性炭吸附材料7，负载有高吸附性光催化剂的玻璃纤维8，表面上制有复合TiO₂薄膜的中间玻璃隔板9，装于外壳4上的进气口2、进气扇3和出气孔10组成。在气体进口2与气体出口10处向壳内中间方向依次装置玻璃纤维光层5，金属筛板6，颗粒活性炭吸附材料7，蛇形紫外管灯1。颗粒活性炭吸附材料7装填在二个金属筛板6中间，蛇形普通紫外管灯1的每个折弯间有挡板玻璃片9，金属筛板6与蛇形紫外管灯1之间的空隙装填负载有高吸附性光催化剂的玻璃纤维8。挡板玻璃片9和玻璃纤维8附着的光催化材料层由表面到载体本体有复合TiO₂体积含量30％的活性炭层，复合TiO₂体积含量70％的活性炭层及纳米厚度的TiO₂金红石过渡层。

Claims (1)

1、一种高吸附性光催化空气处理器，其特征在于该处理器包括外壳(4)和装于外壳内的蛇形普通紫外管灯(1)、玻璃纤维挡光层(5)、金属筛板(6)、颗粒吸附材料(7)、负载有高吸附性光催化剂的纤维状堆积体(8)和表面上烧结有高吸附性光催化剂的中间玻璃隔板(9)，装在壳体上的气体进口(2)、气体出口(10)，进气扇(3)，在气体进出口处向壳内中间方向依次装置玻璃纤维挡光层(5)、金属筛板(6)、颗粒吸附材料(7)、蛇形紫外管灯(1)，二个金属筛板(6)中间装填颗粒吸附材料(7)，蛇形紫外管灯(1)的每个折弯间有中间玻璃隔板(9)，金属筛板(6)与蛇形紫外管灯(1)之间的空隙填负载有高吸附性光催化剂的纤维状堆积体(8)，所述的表面上烧结有高吸附性光催化剂的中间玻璃隔板(9)，由复合TiO₂体积含量＜50％的活性炭层A，复合TiO₂体积含量＞50％的活性炭层B，纳米厚度的TiO₂金红石过渡层C和载体本体依次叠加构成，所述的负载有高吸附性光催化剂层的纤维状堆积体(8)的纤维材料，是由复合TiO₂体积含量＜50％的活性炭层A，复合TiO₂体积含量＞50％的活性炭层B，纳米厚度的TiO₂金红石过渡层C和载体本体依次叠加构成的纤维材料。