CN1607035A

CN1607035A - 废气处理紫外灯制作方法及废气处理方法

Info

Publication number: CN1607035A
Application number: CN 200310101283
Authority: CN
Inventors: 王伟洪; 游敏锋
Original assignee: ZHONGSHAN ACADEMY OF SCIENCES MINISTRY OF NATIONAL DEFENCE TAIWAN PROV; Taiwan Fluorescent Lamp Co Ltd
Current assignee: ZHONGSHAN ACADEMY OF SCIENCES MINISTRY OF NATIONAL DEFENCE TAIWAN PROV; Taiwan Fluorescent Lamp Co Ltd
Priority date: 2003-10-16
Filing date: 2003-10-16
Publication date: 2005-04-20

Abstract

本发明的废气处理紫外灯制作方法及废气处理方法是采用溶凝胶镀膜技术，在玻璃纤维布上进行光触媒镀膜，再将该玻璃纤维布包覆于紫外灯管外，利用紫外灯的光源照射在镀膜上，产生电子空穴对，以分解空气中的废气。光触媒镀膜主要采用TiO₂溶胶，配合其它成分包括WO₃、ZnO、SnO₂及Fe₂O₃制得，为提高触媒分解能力可再含浸贵金属Au、Pd、Pt或Ag等，或过渡金属盐Mo、Nb、V、Ce或Cr等成分，光触媒镀膜玻璃纤维布包覆的紫外灯管为市面常见的254、312或365nm灯管，为提高废气处理效率，采用开放式设置，空气在紫外灯管外以自然对流或强迫对流，用以分解各式有机或无机气体，使其分解为氧化物如CO₂、H₂O等无害气体。

Description

废气处理紫外灯制作方法及废气处理方法

技术领域

本发明涉及一种废气处理紫外灯制作方法及废气处理方法，特别是涉及一种采用溶凝胶镀膜技术来制作废气处理紫外灯的方法及废气处理方法。

背景技术

溶凝胶技术目前正受科技先进国家重视，其主要原因是在传统化学及物理技术发展遇到瓶颈时，尤其在无机材料以传统技术已不能满足需求时，特别是多成份特殊结构的材料，无法在传统热融法、沉淀法制得的材料，加上传统蒸镀技术无法在不规则曲面镀膜时，溶凝胶镀膜很容易制得金属氧化物镀膜，而触媒镀膜又需多孔性的结晶微粒镀膜，正是溶凝胶镀膜的特性，因此溶凝胶镀膜技术在二十世纪末为最热门的研发技术之一。

采用溶凝胶制备触媒近期也受化工业重视，其中以光触媒技术最受重视，包括早期开发光触媒粉体用于废水处理有Robat A.Clyde、美国专利4,446,236；Robat E Hetrick，Ford Motor Company，美国专利4,544,470；Yashiaki Harada et.al，Osaka gas company，美国专利4,699,720；Tomoji Kawai，et.al，Nomura Micro Science Co.，美国专利4,863,608；David G.Ritchie，美国专利5,069,885；Gerald Cooper，et.al，Photo Catalytics Inc.，美国专利5,116,582，5,118,422，5,174,877，5,294,315；Adam Heller，et.al Board ofRegents.The University of Texas System，美国专利5,256,616；Ali SafarzedehAmiri，Cryptonics Corporation，美国专利5,266,214；Fausto Miano &Borgarello，Eniricerche S.p.A，美国专利5,275,741；Nancy S，Foster et.al.，Regents of the University of Colorado，美国专利5,332,508；Ivan Wlassics et.al，Ausimont S.p.A，美国专利5,382,337；Paul C.Melanson & James A.Valdez，Anatol Corporation，美国专利5,395,522；Henry G.peebles III et al.，AmericanEnergy Technology，Inc.，美国专利5,449,466；Brain E.Butters & Anthony L.Powell，Purific Environmental Technologies Inc，美国专利5,462,674\5,554,300\5,589,078；Yin Zhang.et.al.，Board of Control of MichiganTechnology University，美国专利5,501,801；Clovis A.Linkous，University ofCentral Forda，美国专利5,518,992；Eiji Normura & Tokuo Suita，Ishihara SanyoKaisha Ltd.，美国专利5,541,096。

前述这些美国专利主要用于废水处理，若触媒为颗粒状，需有过滤回收装置，而最重要的是光触媒作用需有足够的水中溶氧，若水中溶氧不足还需通入空气，以达到光触媒分解时所需的氧分子。

其后也有利用光触媒作为废气处理，如Gregory B.Roupp & Lynette A.Dibble，Arizona state University，美国专利5,045,288；Jeffrey G.Sczechowskiet.al.，The University of Colorado，美国专利5,439,652；William A.Jacoby &Danial M.Blake，美国专利5,449,443；Zhenyyu Zhang & James R.Fehlner，Inrad，美国专利5,468,699；Franz D.Oeste.Olga Dietrich Neeleye美国专利5,480,524。

上述专利原出自于废气处理，故基本上在一密闭反应器内，不论是颗粒触媒或镀膜触媒颗粒在使用或操作时都需要复杂的设备来处理。

上述缺点使得光触媒都无法有效处理废气，而唯一采用纤维作为光触媒镀膜载体配合包覆于紫外灯管外的废水废气处理光触媒反应器有Michael K.Robertson & Robert B Henderson，Nutech Energy Systems Inc。美国专利4,892,712，因其反应器为密闭型，流体流动须借泵浦强迫对流，故在实际使用时不方便。

发明内容

本发明提供一种废气处理紫外灯制作方法，包括下列步骤：

(1)采用光触媒成份的溶胶在玻璃纤维布表面进行光触媒溶胶浸镀后，经烘干与烧结成为具光触媒功能的材料镀膜；

(2)再将该光触媒镀膜的玻璃纤维布含浸氧化触媒成份的溶液，又经烘干而成为光触媒镀膜玻璃纤维布；及

(3)将所得的光触媒玻璃纤维布包覆于紫外灯管外，依紫外灯管形状，可设计采用紧密卷绕固定式包覆，或先制成套筒后再套接。

本发明提供一种废气处理方法，使用如上述方法制得的废气处理紫外灯，其采用开放式使用，利用该废气处理紫外灯点亮时产生的热能加热空气造成的废气的自然对流并经该光触媒膜玻璃纤维布孔隙扩散进入该紫外灯管与该光触媒镀膜玻璃纤维编织的间隙，进行光触媒分解再经自然对流，经该光触媒镀膜玻璃纤维布孔隙扩散离开该废气处理紫外灯。

本发明的废气处理紫外灯，只要在日光灯管座上换上废气处理紫外灯，在点灯时即可将空气中有害废气分解为无害气体，且可依使用场合需要选择不同设计制作的废气处理紫外灯，包括紫外线不外漏或部分外漏，用于废气处理专用或废气处理与紫外灯本身功用兼具场所，处处可装设且经济方便。

本发明的废气处理紫外灯，是基于光触媒反应针对空气中有害物(有机或无机)进行不断的氧化分解反应，生成无害物(H₂O或CO₂)等，因光触媒反应在触媒上，有害废气及氧气配合紫外线照射产生作用，若紫外线不能照到触媒就无法作用，因此有作用的触媒仅紫外线照到触媒表面极薄(1微米以下)的厚度中有效，因此光触媒在利用时采用薄膜镀膜即可，甚至采用紫外线可穿透的被镀材料进行光触媒镀膜。

光触媒作用仅在紫外线直接照射有效，背部照射无效，其原因是当紫外线照射光触媒表面产生电子空穴对(electron hole pairs)时，若未与氧气及待反应物结合，则此反应无法进行，电子空穴对在极短时间(微秒)又结合放出热能。

然而光电触媒可在镀膜结构中加入导电层，使紫外线照射产生肥肉电子空穴对借导体将电子传导至正极，保留电子空穴延长反应活性位置存在时间，提高紫外线照射效率，但因这种镀膜不经济，也不理想，因此光触媒反应必需当氧气、水、反应物及触媒同时存在，配合紫外线照射同时产生氧化分解反应。

因光触媒有效厚度极薄，因此采用溶胶镀膜在紫外线可穿透的基材表面镀上一层低于1微米(micron)的光触媒材料即可，因光触媒材料都为金属氧化物，常采用真空镀膜、氧化还原镀膜及水中沉淀吸附镀膜。因真空镀膜大都用于平板表面镀膜，不符合实用需求，再加上真空镀膜无法获得多孔触媒结构及具有光触媒作用的结晶结构，故无法利用；水中沉淀吸附镀膜是在水溶液中将光触媒金属氧化物沉淀在被镀材料表面，但因吸附的触媒与被镀材料表面结合力不强，很容易剥落，不耐用，故无法实用；而氧化还原镀膜，虽有人采用钛金属或钛金属合金，在高温氧化条件表面形成Tio₂薄膜，因其底材为金属不透光，且其镀膜表面积不足，光触媒效率不佳，无法利用。

本发明采用溶凝胶镀膜技术在石英或玻璃纤维编织布表面进行光触媒材料镀膜，将该纤维布上光触媒镀膜材料经高温烧结成具有光触媒功能的结构，再将该纤维布包覆于紫外灯管外，利用该紫外灯的光源照射镀膜上，产生电子空穴对，分解空气中的废气。

本发明采用溶凝胶镀膜技术是以金属醇盐Ti(OR)₄为主要原料及其它W、Zn、Sn及Fe的有机或无机盐在醇溶剂中进行水解缩合，制得有机金属聚合物，溶解在醇溶液中是为溶胶，配合镀膜所需调整醇盐用量、用水量、添加剂及溶剂制得所需溶胶，R为碳氢化合物-CnH_2n+1，n＝1-5，包括-CH₃，-C₂H₅，-C₃H₇，-CH(CH₃)₂，-C₄H₉，-C(CH₃)₃，-CH(CH₃)C₂H₅，-C₅H₁₁等。

采用玻璃纤维编织布除了增加光触媒表面积，而且可让空气中废气轻易扩散至光触媒活性位置，玻璃纤维编织布以一般用于电路板制作即可，编织纤维线径10～100μ，采用线数1～10支，其空隙度100～1000网孔(mesh)皆可，编织后玻璃纤维布可经硅烷强化，其它材质如石英，陶瓷或金属亦可。

将玻璃纤维布以批次或连续滚筒浸镀光触媒溶胶，控制浸镀拉引速度及空气温湿度，在玻璃纤维布表面均匀涂布一层(0.1～1.0μ)的光触媒镀膜，镀膜后的纤维布在空气中水解(1～10分)，进入100～200℃烘烤(10～30分)，再进入(400～600℃)高温烧结(10～120分)，再经(10～120分)降温冷却至200℃以下，即可制得光触媒镀膜玻璃纤维布。

若为提高光触媒镀膜玻璃纤维布的废气处理功效，可含浸具有氧化触媒的金属盐水溶液，可用的金属盐有贵金属Pd、Pt、Au及Ag的无机盐或过渡金属盐Mo、Nb、V、Ce或Cr的无机盐，含浸氧化触媒的玻璃纤维布经干燥后即可使用。

使用上述光触媒及氧化触媒玻璃纤维布，剪裁所需尺寸包覆于紫外灯管外，剪裁尺寸视紫外灯管长度及包覆层数而定，层数以紫外线阻绝达99％以上，一般2-3层即可。包覆后使用耐紫外线胶固定，其他以缝接或激光烧结固定皆可。

本发明采用紫外灯管为一般紫外灯管，其光源分类有254，312或365nm的紫外灯管，254及312nm紫外线灯管需采用SiO₂石英玻璃制作成本高，而365nm紫外线可用钠钙玻璃管制作成本低，视废气处理种类，废气分解反应能量较高可采用254nm紫外灯，一般废气在光触媒作用365nm紫外线即可进行分解，而365nm紫外灯俗称捕蚊灯，254nm紫外灯俗称杀菌灯；若在365nm紫外灯外局部包覆或包覆单层光触媒镀膜玻璃纤维布，则具有废气处理及捕蚊的功效。若在254nm紫外灯外局部包覆或包覆单层光触媒镀膜玻璃纤维布则具有废气处理及杀菌功能。

本发明的废气处理紫外灯，采用开放式安装，在一般日光灯安装座上接上即可使用，因紫外灯管在通电点灯时，灯管放出紫外线，电能转光能时部分变为热能，使灯管升温造成灯管外空气自然对流，可加速废气接触光触媒分解与脱附效果。若配合使用场合，如大厦空调风管，住家厕所排气及冷气机加装废气处理紫外灯其效果更佳。

采用本发明的废气处理紫外灯可全天使用，尤其在夜间或暗室内，因紫外灯管发出的光源不全为紫外线，尚有部分偏蓝可见光，可当低照度夜间常用灯具，不但可供夜间低度照明，也可处理环境中废气，保持空气清净。

附图说明

图1(A)-图1(C)为光触媒镀膜玻璃纤维表面触媒薄膜结的说明图；

图2(A)-图2(C)为玻璃纤维编织布表面触媒镀膜包覆状况的说明图；

图3(A)-图3(C)为紫外灯管形状及光触媒镀玻璃纤维编织布的包覆方式说明图；

图4(A)-图4(C)为废气处理紫外灯管表面光触媒镀膜纤维编织布的包覆方式说明图；

图5(A)-图5(C)为废气处理紫外灯废气光触媒分解机构的说明图；

图6(A)-图6(C)为废气处理紫外灯开放式安装中自然对流状态下废气流动及扩散说明图；

图7(A)-图7(B)为废气处理紫外灯开放式安装中强迫对流状态下废气流动及扩散说明图。

具体实施方式

本发明采用溶凝胶镀膜技术在玻璃(包括陶瓷、碳材或金属等)表面进行光触媒材料镀膜，经室温空气中水解缩合，低温(100-200℃)烘烤及高温(400-600℃)烧结而成；若要提高废气处理效率可再含浸具有氧化触媒能力的贵金属盐或过渡金属盐，经烘干即可，该层光触媒镀膜在紫外线照射下产生自由电子空穴对，此时触媒表面的氧气及水会接收电子空穴对，产生具有氧化能力的不稳定状态，当该具有氧化能力的不稳定状态离子遇到空气中有机或无机气体，则产生化学结合与分解反应，持续不断的提供该具有氧化能力的不稳定状态离子，可将空气中有害废气分解为无害气体，主要为二氧化碳及水等。

其光触媒反应机构说明如下：

(1)×3

(2)×2

(5)×1

(7)×1

(8)×4

平衡上述反应式，(1)×3+(2)×2+(3)×3+(4)×2+(5)+(6)+(7)+(8)×4＝(9)，从(9)平衡反应方程式中光触媒分解空气中废气A，先以·OH与之反应为例：4摩尔的废气需用2摩尔水及1摩尔氧气，因此光触媒的反应需要水及氧气两种成份，缺一不可，这种结果可从光触媒分解水中有机物时，缺溶氧水溶液反应效果差，同样在空气中缺水反应效果亦差，除非光触媒分解空气中废气后产物有水或具有与水相似可与h反应生成·OH及H⁺产物，反应机构才能连续进行而得出。

溶胶制备技术：

有关光触媒镀膜溶胶制备主要采用Ti(OR)₄钛醇盐为原料，在醇溶剂中进行水解与缩合反应得到的聚合物溶液称为溶胶，使用的Ti(OR)₄钛醇盐中-OR醇基，可为乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、2-丁醇等。可用的醇溶剂有乙醇、异丙醇、丁醇、戊醇等。控制加水量H₂O/Ti(OR)₄摩尔比0.5～2，添加适量有机酸如甲酸、乙酸、丙酸等为改质剂，使用HCL或HNO₃调整PH值为1.0～3.0，经搅拌及加热反应制得TiO₂溶胶，以醇溶剂用量调整TiO₂溶胶的浓度，适用的TiO₂溶胶浓度为1～10wt％。

在TiO₂溶胶中若要添加其他光触媒成份，包括WO₃、ZnO、SnO₂及Fe₂O₃等成份可采用无机或有机盐，无机盐有氯化物及硝酸盐等，有机盐有醋酸盐及醋酸丙酮盐等可溶解于醇溶剂为要素。

溶解后的醇溶液可经蒸发除水后，再加醇溶剂溶解，得到WO₃、ZnO、SnO₂及Fe₂O₃的前驱物醇溶液，将金属氧化物(Mox)前驱物醇溶液依需求量添加，其重量比Mox/TiO₂＝1～100％，制得光触媒镀膜溶胶。

纤维镀膜技术：

本发明废气处理紫外灯所制备的光触媒镀膜纤维，采用溶凝胶镀膜技术进行各式无机或金属纤维镀膜。在溶凝胶镀膜技术中可对纤维或纤维束直接镀膜，也可待纤维编织后再镀膜。因纤维及纤维束经溶胶镀膜烧结后，可直接胶沾绞合不织布使用，若需经编织为布时可能受到编织机零件磨损剥落，因此宜采用纤维编织布直接溶胶镀膜烧结，制得光触媒镀膜纤维布。

本发明为提高光触媒镀膜对废气处理能力及效率，如有机物中含氯元素、氮元素、磷元素及硫元素等，需在光触媒上添加氧化触媒，常用的氧化触媒有贵金属类及过渡金属类，贵金属通常以金属元素状态存在，如Pd、Pt、Au或Ag等。过渡金属常以氧化物存在如MoO₃、Nb₂O₅、V₂O₅、CeO₂或Cr₂O₃等。此类氧化触媒在光触媒中含量0～10.0重量％，因该氧化触媒自身具有氧化空气废气的能力，但也可捕捉光触媒受紫外线照射产生的自由电子、电子空穴或经由电子及电子空穴对O₂及H₂O作用产生的活性基·OH、H⁺、·O₂ ^-、HO₂·、OH^-等物质，待废气物质接近时，释放供氧化分解反应所需，延长电子空穴对及自由基的生存时间，提高光触媒的能力与效率。

本发明进行光触媒镀膜纤维布添加氧化触媒的方法是将编织纤维布完成光触媒镀膜后，再含浸氧化触媒金属盐溶液，因纤维编织布本身有很多大孔隙，加上光触媒镀膜有很小孔隙，当光触媒镀膜纤维布浸到金属盐溶液中，氧化触媒金属盐附在纤维布大孔中或吸入光触媒的小孔中，经烘烤将溶剂挥发，留在纤维布上有很多微细的金属盐，完成氧化触媒添加至光触媒镀膜纤维布上的程序。

本发明的废气处理紫外灯，为提高紫外灯效率，不希望紫外灯产生的紫外线及可见光被不透明物吸收，不能提供废气处理的功能，故采用石英或玻璃为纤维材料，石英玻璃为SiO₂材料对紫外灯提供的254/312及365nm紫外线完全穿透，一般玻璃仅可穿透365nm紫外线，若废气分解活化能高时采用254或312nm紫外灯配合石英玻璃纤维编织布为光触媒镀膜载体，一般有机废气可采用365nm紫外灯，配合一般玻璃纤维编织布为光触媒镀膜载体，如此紫外灯照射在光触媒镀膜玻璃纤维编织布时，一部分被吸收，一部分被反射，另一部分部分被穿透，反射与穿透部分紫外线还可被光触媒镀膜吸收，直到完全被光触媒镀膜吸收，进行光触媒废气氧化分解。

采用石英玻璃或一般玻璃纤维经上述溶胶光触媒镀膜及含浸氧化触媒的结构说明：若单支玻璃纤维1进行光触媒镀膜2后如图1(A)所示，因具有光触媒特性，镀膜结构TiO₂结晶(锐钛矿结晶)7，四周布满微小孔隙路径6，在镀膜表面及内部小孔隙路径中吸附很多微细氧化触媒3，如图1(B)和图1(C)所示。

若采用多支玻璃纤维束5进行光触媒镀膜2后如图2(C)所示，在先触媒镀膜结构同样具有TiO₂锐钛矿结晶7及微小孔隙路径6，在镀膜表面及内部小孔隙路径中吸附很多微细氧化触媒3，若采用玻璃纤维编织布4进行光触媒镀膜2后如图2(A)所示，得到光触媒镀膜玻璃纤维编织布41如图2(B)所示，其上光触媒镀膜结构同样具有TiO₂锐钛矿结晶7及微小孔隙路径6，在镀膜表面及内部小孔隙路径中吸附微细氧化触媒3。

废气处理紫外灯制作技术：

本发明的废气处理紫外灯是将光触媒镀膜玻璃纤维编织布包覆于紫外灯管外，包覆方式可采用卷绕式或套盒式或套筒式，如图3(A)-图3(C)所示，使用直管紫外灯管11，将镀膜玻璃纤维布41卷绕于灯管外平卷一圈或两圈后，在两端及载边上胶固着，可采用耐紫外线的硅胶或玻璃胶胶合固定于玻璃管外如图3(A)所示。

使用圆管紫外灯管12，将镀膜玻璃纤维布制成套盒42套于圆管式紫外灯管外，如图3(B)所示，使用U型紫外灯管13，将镀膜玻璃纤维布制成套筒43套于U型紫外灯管外，如图3(C)所示。

本发明的废气处理紫外灯，为保留原紫外灯使用场合的功能，可将紫外灯管在包覆光触媒镀膜玻璃纤维布时，以局部包覆使365nm紫外灯具有废气处理及捕蚊灯的作用，如图4(C)所示，其局部包覆方式可如紫外灯管局部包覆光触媒镀膜玻璃纤维编织布412，365nm紫外灯管所用玻璃管为钠钙玻璃112，而254nm或312nm紫外灯局部包覆412具有废气处理及杀菌的功用，如图4(C)所示，254nm或312nm紫外灯管所用玻璃为石英玻璃111，直管紫外灯全管包覆光触媒镀膜玻璃纤维布，如图4(B)所示，全管包覆方式如紫外灯管全管包覆光触媒镀膜玻璃纤维编织布411所示，该废气处理紫外灯剖面如图4(A)所示，紫外灯结构是以石英玻璃管111或钠钙玻璃管112两端以真空密封，两端加热灯丝113内充微量水银，外接加热灯脚114，再以套头115胶封灯管而成。光触媒镀膜接加热灯玻璃纤维布41四边上透明，双面胶膜116卷绕于紫外灯管外固定，再以快干紫外线胶117如图5(A)封边即可。

本发明的废气处理紫外灯，在圆管紫外灯12外包覆的镀膜玻璃纤维布套42及U型紫外灯13外包覆的镀膜玻璃纤维布筒43，可采用分离式制作，使用时套上即可发生作用。

本发明的废气处理紫外灯，是采用光触媒镀膜玻璃纤维编织布，包覆于紫外灯管外，当紫外灯在空气中点亮后即产生废气处理功能，不论光触媒镀膜玻璃纤维编织布在直管紫外灯11，圆管紫外灯12或U型管紫外灯13外包覆，其作用是需要有下列三个条件存在：(一)紫外灯管点亮放射245nm或312nm或365nm紫外线穿过玻璃灯管照在光触媒镀膜上；(二)空气中含有水气及可被光触媒分解的废气，经镀膜玻璃纤维编织布上的大孔隙扩散至紫外线照射的光触媒镀膜上；(三)经光触媒作用分解空气中废气产生的无害气体与空气经镀膜玻璃纤维编织布上的大孔隙扩散出去。

有关本发明的废气处理紫外灯，在直管紫外灯管外包覆光触媒镀膜玻璃纤维编织布后，废气处理时空气21中含有机或无机有害废气22，通常都含有水H₂O23及二氧化碳CO₂24，如图5(A)所示，由镀膜玻璃纤维布41外经大孔隙扩散进入镀膜玻璃纤维布与灯管间空隙，当紫外灯的紫外线照射在光触媒镀膜2上时，产生电子空穴对与空气中O₂及H₂O23结合，产生·OH自由基，再与空气中有害气体22进行氧化分解反应，其反应如式(1)-式(8)所示，其反应平衡方程式如(9)所示，其反应生成物包括H₂O23，CO₂24及其他气体25，配合空气中扣除部分O₂21’，未反应废气22’，剩余水气23’及CO₂总量24’，一起经由镀膜玻璃纤维布41经大孔隙扩散离开镀膜玻璃纤维布，在本发明废气处理紫外灯上的气体扩散说明如图5(B)所示，其玻璃纤维纱束5上的光触媒镀膜2，在紫外线照射时的反应物及生成物变化，如图5(C)所示。

废气处理紫外灯应用实例：

本发明的废气处理紫外灯的特点，采用开放式使用，使用时依周边设施的配合，分为自然对流与强迫对流两种方式，依安装方式，又分为水平安装与垂直安装两种。采用开放安装即废气处理紫外灯不需密闭在容器，靠导管将废气经泵浦导入或吸出废气处理反应器，只需依照灯具安装即可，因紫外灯在点亮时两端加热灯丝有热能传至灯管，且紫外灯上电能转换紫外线过程中，部分能量消耗为热能也传到灯管上，故当紫外灯点亮后灯管上有一定的热能传出，因此废气处理紫外灯可靠此热能对空气产生自然对流与扩散的能量。

废气处理紫外灯水平悬挂时，空气自然对流使废气处理紫外灯底部的空气21往上流动，部分扩散进入光触媒镀膜玻璃纤维编织布41与直管紫外灯11的间隙，经光触媒镀膜及紫外线作用氧化分解后，再扩散离开镀膜玻璃纤维布41，未参与反应气体部分延着间隙向上扩散或向外扩散，最后空气21’伴随H₂O23’和/或CO₂24’、剩余废气22’及反应生成气体25向上扩散及自然对流离开废气处理紫外灯；而整体空间气体也靠气体扩散及自然对流来不断处理空气中废气，其说明如图6(A)所示。

当废气处理紫外灯垂直悬挂时其状况如图6(C)所示，空气自然对流与扩散，基本与水平放置相似，但因垂直悬挂，产生自然对流现象较强，故对气体扩散效果也较强，废气处理能力较好，若配合灯具外套管8，效果更好，其状况如图6(B)所示，此外套管采用透光材料，其内径需大于紫外灯管，适当内径为紫外灯管外径2倍以上，而此套管长度与紫外灯管长度相等即可。

若为配合强迫空气对流可以导管方式内部安装，本发明的废气处理紫外灯如放置位置在空气流动的空间或导管中，例如空调机的出口、空调的风管内、厕所的抽气灯座上、下水道内，可利用外界空气强迫对流加强废气的处理功效，其说明如图7(A)、图7(B)所示。

Claims

1.一种废气处理紫外灯制作方法，其特征在于，包括下列步骤：

2.如权利要求1所述的废气处理紫外灯制作方法，其特征在于，所述光触媒成份的溶胶，其成份包括TiO₂、WO₃、ZnO、SnO₂或Fe₂O₃，但其中至少有一成份为TiO₂，由Ti(OR)₄醇盐为原料在醇溶剂中得到，控制加水量制得光触媒镀膜溶剂，R为碳氢化合物-C_nH_2n+1，n＝1～5。

3.如权利要求1所述的废气处理紫外灯制作方法，其中所述氧化触媒成份的溶液，其成份包括Pd、Pt、Au或Ag等贵金属盐，Mo、Nb、V、Ce或Cr等过镀金属盐，溶解在水或溶剂中而成。

4.如权利要求1所述的废气处理紫外灯制作方法，其特征在于，所述玻璃纤维布其材质需为紫外线可穿透的石英或钠钙玻璃，以单支玻璃纤维或玻璃纤维束，经编织法或熔接法制得具有多孔性、透光性及卷绕性的玻璃纤维布。

5.如权利要求1所述的废气处理紫外灯制作方法，其特征在于，采用该光触媒溶胶在该玻璃纤维布表面进行光触媒镀膜的步骤中，该镀膜与该玻璃纤维布产生化学键结合，光触媒镀膜从而不易自玻璃纤维布剥落。

6.如权利要求1所述的废气处理紫外灯制作方法，其特征在于，将该玻璃纤维布经该溶胶光触媒镀膜后，再经该氧化触媒成份溶液含浸或喷洒后，经烘干将该氧化触媒金属盐以吸附或渗透于光触媒中，即可加强该废气处理紫外灯所用的光触媒镀膜玻璃纤维布的效率。

7.如权利要求1所述的废气处理紫外灯制作方法，其特征在于，所述紫外灯可发出200-400nm波长的紫外线，包括常用的365nm、312nm及254nm波长的紫外线灯具。

8.一种废气处理方法，其特征在于，使用如权利要求1至7项中任一项方法制得的废气处理紫外灯，采用开放式使用，利用该废气处理紫外灯点亮时产生的热能加热空气造成的废气的自然对流并经该光触媒膜玻璃纤维布孔隙扩散进入该紫外灯管与该光触媒镀膜玻璃纤维编织的间隙，进行光触媒分解再经自然对流，经该光触媒镀膜玻璃纤维布孔隙扩散离开该废气处理紫外灯。

9.如权利要求8所述的废气处理方法，其特征在于，该废气处理紫外灯可置于空调机出风口，风管中或空气循环抽风机出风位置，以空气强迫对流来促进废气扩散与废气光触媒分解能力。

10.如权利要求8所述的废气处理方法，其特征在于，该废气处理紫外灯可选择横式装设或直式装设，而直式装设时加装外套，外套内径为紫外灯管2倍以上，与紫外灯管长度相等的套筒上下透空，可增加废气处理紫外灯能产生的自然对流效果，增加废气处理紫外灯效率。