CN1850320A - 使用光催化技术制作洁净空气、诱源捕蚊的装置 - Google Patents

Abstract

发明的作为使用光催化技术制作洁净空气、诱源捕蚊的装置分为四个部分，其第一部分光催化空气净化蚊虫诱源反应器能将空气中含有的VOC、甲醛、苯等有机物分解成二氧化碳、水和微量的反应中间物，同时树脂在光催化和风力作用下，分解释放出微量诱捕蚊子的气体成分被扩散到空气中，引诱蚊子到装置附近。第二部分具有光催化自洁功能的负压阱产生结构产生的负压吸入蚊子进入，第三部分收集及无害化处理光催化反应器风干杀灭，同时在光触媒的作用下进行无害化处理。特点是光催化空气净化蚊虫诱源反应器独立工作，具有效率高、寿命长、作用面积大、应用面广的特点。

Description

使用光催化技术制作洁净空气、诱源捕蚊的装置

技术领域

本发明是属于通过光催化技术，在净化空气的同时能产生蚊子诱源的反应器，并且通过光催化技术，对捕集的蚊子进行消毒和过敏源分解。具体涉及是通过分解空气中含有的VOC、甲醛、苯等有机物，分解产物为二氧化碳、水，同时在光催化的作用下，使缓释体释放微量的乳酸、丙酮、4-甲基酚等，产生类似哺乳动物呼吸和汗液的气味，引诱和捕杀蚊子的光催化反应器和反应装置。

背景技术

近年来，纳米材料加工技术的进展使得以纳米二氧化钛为代表的光催化材料得到了广泛和深入研究，由于二氧化钛光催化抗菌材料作用效果持久，只利用太阳光、荧光灯中含有的紫外光作激发源就可具有很好的抗菌效果，在环保方面展现了十分广泛的应用前景，且光催化效应还具有净化空气、污水处理、自清洁等作用，是新一代的无机抗菌净化多功能的新材料。经过掺杂处理、表面修饰所生产的固定床式和涂料类的纳米二氧化钛光催化产品，在实际应用中技术工艺简单、成本低廉，利用自然光即可光催化分解细菌和污染物，具有高效的光催化活性、良好的化学稳定性和热稳定性、无二次污染、无刺激性、安全无毒等优点，是最具有开发前景的绿色环保材料之一。国内外可以查询到数百项应用光催化技术进行空气污染治理的专利技术。

由于全球性的暖冬气候，蚊子数量逐年大幅上升。根据上海、南京等地疾病控制中心的监测显示，2004蚊子数量比去年同期上升也近一倍。由于人类与蚊子的多年“交战”，蚊子已有了一定的抗药性。因此，如今的杀虫剂和蚊香中的毒性含量已比60年代增加了近70倍，才能发挥效果，尤其对老人、婴幼儿和怀孕妇女的毒害性日趋增加。电子灭蚊灯等诱捕工具是环保产品，但同样由于蚊子的“进化”，趋光性强的蚊子越来越少，诱捕工具对蚊子的杀灭作用也大大降低，蚊子对一般驱避剂产品的适应力也逐步增强。

已经发现蚊子可传播疾病越来越多，常见的有MALARIA(疟疾)、DENGUF FEVER(登革热)、YELLOW FEVER(黄热病)、ENCEPHALITIS(脑炎)、有报道指出蚊子对AIDS(爱滋病)、SARS(非典)也有传播作用。

研究表明，蚊子追踪人类的最重要的方式是气源，即呼吸时所产生的二氧化碳，嗜血昆虫在它们上颚触须(嘴的部分)有一个对二氧化碳敏感的接受器，没有这个接受器的非嗜血昆虫不会被吸引。更进一步的研究表明，蚊子对人体所排出的汗液中微量的乳酸、丙酮、4-甲基酚等有很高的敏感度。

国外已经有采用燃烧丁烷或液化石油气产生诱捕气体的反应器和实用灭蚊装置，效果十分理想，已经广泛用于军事基地、旅游场所等，但价格和维护成本非常高，单台设备价格一千余美元，每月的燃料费用近百美元，不适合国内推广，但是证明了原理可行。

实用新型专利02289613.9公开了一种《光触媒捕蚊装置》，虽然使用了众所周知的光催化过程产生二氧化碳的原理和蚊子对二氧化碳诱源敏感的特性，但存在以下的问题：

1.装置使用寿命短，特别是在高湿度和灰尘量较大的场合，不能正常发挥作用。

2.蚊子不接触光触媒本身，不能到杀灭其所携带的病毒和过敏源的作用。

3.蚊子不被收集，不能够集中无害化处理。

4.蚊虫的进化已经产生了对胶粘剂和高压电场的规避现象，灭蚊效率不高。

5.紫外灯光的泄漏和高压电场的使用，存在较大的安全问题。

国际专利组织(PCT)公开的一项韩国专利WO 03/007709(MOSQUITO REPELLING APPARATUS WITH AIR FILTERINGFUNCTION驱蚊和空气过滤装置)，即是在传统的紫外灯诱蚊、风力捕蚊的基础上，在紫外灯的上部外壳上喷涂了一层光触媒涂料，以辅助紫外灯诱蚊的效果，分析此产品存在以下问题：

1.由于涂层的面积小，光催化效率低，不能较好的诱蚊并且不能有效的净化空气。

2.灰尘的覆盖很容易使光催化涂料活性降低甚至失去反应能力。

3.风干的蚊虫碎屑不能被收集并无害化处理，在风力作用下会飞散，蚊子所携带的过敏原和病毒可能会对环境造成二次污染并可能引起附近人员不适。

本发明结合已经实用化的光催化技术，设计独立的高效光催化空气净化蚊虫诱源反应器和蚊子收集及无害化处理光催化反应器。

发明内容

本发明目的是提供一种光催化技术，在净化空气的同时产生诱捕蚊子的二氧化碳等诱源气体并结合捕杀蚊虫和同步无害化处理两种功能为一体的光催化反应器。

本发明的使用光催化反应器的洁净空气、诱源捕蚊的装置，1.光催化空气净化蚊虫诱源反应器；2.负压阱产生结构；3.蚊子收集及无害化处理光催化反应器；4.紫外线灯、风扇、时序、自动控制部分的电路等四个部分组成。

1、光催化空气净化蚊虫诱源反应器：上部为缓释树脂和高效光催化复合泡沫金属材料，泡沫金属材料朝向紫外线灯；中部为紫外线灯，表面喷涂有光催化自洁涂料，下部装配铝蜂窝光催化材料。或制成圆桶结构，中部为紫外线灯，外部设置环形的高效光催化复合泡沫金属滤网或套装光触媒玻璃纤维套管。

光催化空气净化蚊虫诱源反应器可制成各种结构如圆桶型结构，中部为紫外线灯，外部设置环形的高效光催化复合泡沫金属滤网或套装光触媒玻璃纤维套管。

装置分为主动式和被动式。

主动式光催化空气净化蚊虫诱源反应器顶部装有带高效过滤器(HEPA)的风扇，将滤除灰尘的空气鼓入反应器。

被动式光催化空气净化蚊虫诱源反应器的紫外线灯四周结构件上开有气孔或槽并安装初效虑网，防止灰尘进入，利用负压阱进行空气流动。

2、负压阱产生结构：在桶形结构的底部装有轴流风扇，向下引风；风扇的上部桶壁开有进风槽或孔；内壁和风扇叶片表面喷涂有光触媒涂料，用以分解和除去因蚊虫撞击产生的污染和并避免积累灰尘，同时净化空气。使用负压阱方式的设计，使用的风扇为直流或交流低噪音风扇；或使用带有LED发光的风扇。

3、蚊子收集及无害化处理光催化反应器：网龙形结构，底部装有高效光催化泡沫金属网，周边的孔栅上装有表面经光催化涂料处理的不锈钢或表面氧化处理的钛金属网。此反应器可以进行水洗。蚊子收集及无害化处理光催化反应器使用的捕集网还可包括但不仅限于尼龙丝网、金属网、塑料网等。

4、紫外线灯、风扇、时序、自动控制部分：包括电子整流器、开关、光电感应器、安全控制电路等，一种典型的自动控制电路为：利用光电感应电路，在天黑时自动开启本发明装置，自动运行一定时间或天亮后停机。

以上4部分装置经过适当的组合后，即形成本发明的使用光催化技术制作洁净空气、诱源捕蚊的装置，装置的体积可以依据不同的使用环境设计，可以横置、立装，也可以摆放，吊装。一种典型的结构为：4123组合。

将0.2～4％的乳酸、0.1％～1％的丙酮混入丙烯酸树脂中，喷涂于厚度为0.5～5mm开孔泡棉上，制成空隙在30～110PPI、厚度在1.5～5mm的薄片。可以制成诱蚊气源的材料还包括苯丙树脂、酚醛树脂、荷尔蒙、醋酸、4-甲基酚等。

其高效光催化复合泡沫金属材料的厚度为1～5mm，空隙度30～110PPI的片状结构。使用高效光催化复合泡沫金属材料的片状结构，基体材料为镍或镍合金、铜等金属材料和聚醚、聚氨酯泡绵。

使用了蜂窝状的光催化材料，其材料可以是纸类，金属类和各种常见的高分子材料。

所使用的光催化材料还可以包括但不仅限于如光催化涂料；纸蜂窝、泡绵、金属网、陶瓷等材料担载的光催化材料。

使用的紫外线灯管的为波长150～400纳米，优选的波长为350～400纳米；可以使用冷阴极或热阴极结构，普通镇流或电子镇流，优选的采用冷阴极电子镇流形式。紫外线灯管外部喷涂光催化自洁涂料或外套具有光催化功能的套管，如玻纤套管。

铝蜂窝光催化材料的厚度为4～8mm、内边长2～10mm。

本发明的作为使用光催化技术制作洁净空气、诱源捕蚊的装置，当工作后，其第一部分光催化空气净化蚊虫诱源反应器能将空气中含有的VOC、甲醛、苯等有机物分解成二氧化碳、水和微量的反应中间物，同时缓释树脂在光催化和风力作用下，分解释放出微量诱捕蚊子的气体成分被扩散到空气中，引诱蚊子到装置附近。负压阱产生结构产生的负压吸入蚊子进入收集及无害化处理光催化反应器风干杀灭，同时在光催化反应下实现无害化。

本发明作为使用光催化技术制作洁净空气、诱源捕蚊的装置具有以下特点：

1.使用长寿命高效大比表面积光催化材料，可以有效地净化空气并同时产生诱源气体，提高装置使用效率和多功能性。

2.使用缓释材料，辅助释放微量类似人体汗液的气味，进一步加强对蚊虫的诱捕能力。

3.光催化空气净化蚊虫诱源反应器可设计成独立结构，适于空气灰尘污染较重的区域，如公路边、公共场所等；适用于长期免维护运行的场合，如公园、小区等；适用于小型装置，如家用小型装置。

4.对紫外灯表面进行光催化涂料处理，完全吸收小于320nm波长的紫外线，避免泄露对人体造成危害和引起注塑件的老化，同时能起到良好的表面自清洁作用。

5.风扇和负压阱内壁采用在经光触媒涂料处理后，可以有效地起到自清洁作用，降低风扇噪音，延长维护时间，同时净化空气。

6.蚊子收集及无害化处理光催化反应器底部的高效光催化复合泡沫金属材料，能够将风干的蚊虫和碎屑收集并无害化处理，多孔结构使其在风力作用下不会飞散，蚊子所携带的过敏原和病毒被及时分解从而不再会对环境造成二次污染。

7.蚊子收集及无害化处理光催化反应器可以进行冲刷清洗，光触媒涂层不会脱落，重复使用时效率不会降低。

8.因不存在高压电场、胶粘剂、有毒药物，蚊子不会产生回避现象，可以始终保持高效率。

9.可以根据不同的需要进行相应人性化的自动功能设计，使装置更实用。

10.低能耗、低噪音、长寿命、安全可靠。

附图说明

图1是反应器水平结构、被动式的使用光催化技术制作洁净空气、诱源捕蚊的装置结构剖示图。图中序号表示为：

1.光催化空气净化蚊虫诱源反应器；

11.高效复合光催化泡沫金属网。

12.诱捕气体缓释树脂。

13.铝蜂窝光催化网。

14.紫外线灯。

15.带有初效过滤器的进气槽(孔)。

2.负压阱产生结构；

21.风扇

22.进气槽

3.蚊子收集及无害化处理光催化反应器；

31.光催化复合泡沫金属。

32.金属网。

4.紫外线灯、风扇、时序、自动控制电路部分。

图2是反应器垂直结构、被动式的使用光催化技术制作洁净空气、诱源捕蚊的装置结构剖示图。

图3是反应器水平结构、主动式的使用光催化技术制作洁净空气、诱源捕蚊的装置结构剖示图。图中序号表示为：

101.小型风扇。

102.HEPA过滤网。

103.防水罩。

图4是反应器垂直结构、主动式的使用光催化技术制作洁净空气、诱源捕蚊的装置结构剖示图。

具体实施方式

以图1结构为例，光催化空气净化蚊虫诱源反应器1：上部为缓释树脂12和高效光催化复合泡沫金属网11，泡沫金属网11朝向紫外线灯14；中部为紫外线灯14，表面喷涂有光催化自洁涂料，下部装配铝蜂窝光催化网13，紫外线灯四周结构件上开有带有初效过虑网的进气槽15。负压阱产生结构2：在桶形结构的底部装有轴流风扇21，风扇21的上部桶壁开有进风槽22。蚊子收集及无害化处理光催化反应器3：网龙形结构，底部装有高效光催化泡沫金属网31，周边的孔栅上装有表面经光催化涂料处理的不锈钢或表面氧化处理的钛金属网32。紫外线灯、风扇、时序、自动控制部分4：包括电子整流器、开关、光电感应器、安全控制电路等。

选用厚度为1.5毫米的缓释树脂和厚度2.5毫米的高效复合光催化泡沫金属，复合后制成直径140毫米圆片；厚度5毫米、内边长3毫米的铝蜂窝光触媒制成直径140毫米圆片，固定于上部(以上材料采用东莞市宇洁公司产品)。紫外线灯管选用2W冷阴极环形灯管。风扇采用220V交流电源，外径为130毫米。底部采用40目不锈钢斜拉钢网，31使用厚度1.8毫米，110PPI的高效复合光催化泡沫金属网。

开启电源开关，负压阱风扇和紫外线灯启动，空气经进结构3，即产生光催化反应，空气中含有的VOC、甲醛、苯等有机物被分解成二氧化碳、水和微量的反应中间物，同时缓释树脂在光催化作用下，分解的微量诱捕成分也被扩散到空气中，净化空气的同时引诱蚊子聚集。将装置于晚间室内，即可进行净化空气、捕捉蚊子。

如图2所示，其是反应器垂直结构、被动式的使用光催化技术制作洁净空气、诱源捕蚊的装置结构。光催化空气净化蚊虫诱源反应器1改为垂直结构。

如图3所示，其是反应器水平结构、主动式的使用光催化技术制作洁净空气、诱源捕蚊的装置结构。其是在光催化空气净化蚊虫诱源反应器1的上部加有小型风扇101、HEPA过滤网102和防水罩103。

如图4所示，其是将图3的光催化空气净化蚊虫诱源反应器1结构改为垂直结构。

Claims (10)

1、使用光催化技术制作洁净空气、诱源捕蚊的装置，其特征在于结构分为四个部分：1、光催化空气净化蚊虫诱源反应器；2、具有光催化功能的负压阱产生结构；3、蚊子收集及无害化处理光催化反应器；4、紫外线灯、风扇、时序、自动控制等电路部分。

2.根据权利要求1所述的使用光催化技术制作洁净空气、诱源捕蚊的装置，其特征在于：光催化空气净化蚊虫诱源反应器上部为缓释树脂和高效光催化复合泡沫金属材料，泡沫金属材料朝向紫外线灯；中部为紫外线灯，表面喷涂有光催化自洁涂料，下部装配铝蜂窝光催化材料。

3.根据权利要求1、2所述的使用光催化反应器制作洁净空气、诱源捕蚊的装置，其特征在于：光催化空气净化蚊虫诱源反应器可制成各种结构如圆桶型结构，中部为紫外线灯，外部设置环形的高效光催化复合泡沫金属滤网或套装光触媒玻璃纤维套管。

4.根据权利要求1、2、3所述的使用光催化技术制作洁净空气、诱源捕蚊的装置，其特征在于：光催化空气净化蚊虫诱源反应器装置可制成主动式结构或被动式结构：主动式光催化空气净化蚊虫诱源反应器顶部装有带高效过滤器(HEPA)的风扇，将滤除灰尘的空气鼓入反应器；被动式光催化空气净化蚊虫诱源反应器的紫外线灯四周结构件上开有气孔或槽并安装初效虑网，利用负压阱进行空气流动；内部使用了可以缓慢释放蚊子诱源的树脂；进一步的，也可以不使用缓慢释放蚊子诱源的树脂。

5.根据权利要求1、2、4所述的使用光催化反应器制作洁净空气、诱源捕蚊的装置，其特征在于：将0.2～4％的乳酸、0.1％～1％的丙酮混入丙烯酸树脂中，喷涂于厚度为0.5～5mm等高孔隙率的材料如开孔聚醚泡棉上，制成有一定孔隙率和一定厚度的薄片；可以制成诱蚊气源的材料还包括但不仅限于聚氨酯泡绵、苯丙树脂、酚醛树脂，混入材料还包括荷尔蒙、醋酸、4-甲基酚等对诱源气体。

6.根据权利要求1、2所述的使用光催化技术制作洁净空气、诱源捕蚊的装置，其特征在于：使用高效光催化复合泡沫金属材料的片状结构，基体材料为镍或镍合金、铜等金属材料和聚醚、聚氨酯泡绵；使用的蜂窝状的光催化材料，其材料可以是纸类，金属类和各种常见的高分子材料；所使用的光催化材料还可以包括但不仅限于如光催化涂料；纸蜂窝、泡绵、金属网、陶瓷等材料担载的光催化材料。

7.根据权利要求1、2所述的使用光催化技术制作洁净空气、诱源捕蚊的装置，其特征在于：使用的紫外线灯管的为波长150～400纳米，优选的波长为350～400纳米；可以使用冷阴极或热阴极结构，普通镇流或电子镇流；紫外线灯管外部喷涂光催化自洁涂料或外套具有光催化功能的套管，如玻纤套管。

8.根据权利要求1所述的使用光催化技术制作洁净空气、诱源捕蚊的装置，其特征在于：使用负压阱方式的设计，负压阱的内壁喷涂有光催化涂料；使用的风扇为直流或交流低噪音风扇；或使用带有LED发光的风扇；风扇叶片使用光催化技术制作洁净空气、诱源捕蚊的装置表面喷涂有适合塑料表面喷涂的光催化涂料。

9.根据权利要求1所述的使用光催化技术制作洁净空气、诱源捕蚊的装置，其特征在于：蚊子收集及无害化处理光催化反应器的底部为高效光催化复合泡沫金属材料，基体材料可为镍或镍合金、铜等金属材料和聚醚、聚氨酯泡绵；蚊子收集及无害化处理光催化反应器使用的捕集金属网为20～50目的光催化网或斜拉金属网；蚊子收集及无害化处理光催化反应器使用的捕集金属网表面喷涂光催化涂料或使用表面氧化处理的钛网。

10.根据权利要求1、9所述的使用光催化反应器制作洁净空气、诱源捕蚊的装置，其特征在于：蚊子收集及无害化处理光催化反应器使用的捕集网还可包括但不仅限于尼龙丝网、金属网、塑料网等；蚊子收集及无害化处理光催化反应器可以进行水洗。

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