CN1904529A - 一种设有银钛离子保鲜装置的冰箱及其保鲜方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种设有银钛离子保鲜装置的冰箱，包括在冷藏室内固定设一保鲜装置，所述的保鲜装置包括一具有多个通孔的壳体，一置于壳体内的银钛玻璃载体，同时还公开了一种冰箱的保鲜方法；该冰箱采用纳米银钛离子结合方式，用银离子来修饰TiO2，可以更好地提高杀菌，分解有机物效果，降解蔬菜水果农药残留，使冰箱内的果蔬保存期延长，达到保鲜的作用。

Description

一种设有银钛离子保鲜装置的冰箱及其保鲜方法
技术领域
本发明涉及一种冰箱，具体涉及一种设置有银钛离子保鲜装置的冰箱及其保鲜方法。
背景技术
TiO2具有光催化能力，在光或者环境能量的作用下，TiO2能够分解各种毒素。能作为光催化抗菌剂的材料还有ZnO，CdS等等，常用的是TiO2，尤其是锐钛型的，该材料毒性低，对人体安全，对皮肤无刺激，抗菌能力强，抗菌谱广泛。
所谓光催化是指TiO2在光激发作用下，表面可以产生大量的羥基自由基和氧自由基，而这两种自由基都具有很强的化学活性，能使各种有机物发生氧化反应。如果是这些自由基接触到微生物体内的有机物，也一样会很快反应，从而在短时间内就杀灭微生物。各种有机毒素的有机物质，与微生物内的有机物质，都和TiO2的自由基反应，二者没有特异性。所以，TiO2具备有强分解有机物的性能，该种性能广泛应用于空气净化，防污，污水处理，自清洁涂层以及抗菌材料等多方面。
TiO2的光催化性能卓越，以至于不需要长时间受到光激发也能体现出光触媒的性能。在隧道内部等不常接触到强光的地方，TiO2也在广泛的使用。TiO2的光催化原理要从原子物理方面来解释，与TiO2的能带结构，能级移动，电子空穴电势有关。TiO2的表面有3种氧位缺陷，这些晶格缺陷，又导致了TiO2的光催化活性很高。TiO2表面能吸附多种无机和有机分子，并且将其氧化。而如果是纳米状态下的TiO2，则除了能获得纳米粒子独特的量子尺寸效应，表面界面效应外，还能有减小紫外光吸收蓝移，禁带宽度增加性能，从而获得更大的氧化还原电势，有更强的氧化性。同时还能增加电荷的转移速度，提高了光催化的效率。
专利文献中也有相关TiO2抗菌除臭技术的报道，比如，专利文献CN1247164A公开了一种光化学饮水消毒器，利用长波紫外光源照射喷有锐钛型二氧化钛和磷酸三钠涂层的容器表面，进行饮用水消毒，锐钛型二氧化钛72～88％，磷酸三钠12～28％，长波紫外光源部分的波长范围为200～400纳米。
专利文献CN2361283Y公开了一种利用光催化杀菌、除臭的净化空的装置，由多孔玻璃或多孔陶瓷、紫外线灯和固定件组成，多孔玻璃或多孔陶瓷的内表面涂覆有二氧化钛光催化剂涂层，达到净化空气的目的。
专利文献CN1448214A公开了一种纳米二氧化钛光催化剂，包含半导体材料搀杂的纳米二氧化钛作为基体以及包敷在所述基体表面上的共轭体系有机物，其可在紫外线和可见光照射下显示光催化活性，而且还可在微光照射下表现光催化活性。
专利文献CN1451917A公开了一种纳米二氧化钛光催化方法净化空气的装置，该装置采用除尘、活性炭过滤、紫外线杀菌，并用其作为激发光源，对空气进行纳米二氧化钛光催化作用，杀灭空气中的细菌、病毒，净化空气。
专利文献CN 2645005Y公开了一种设置有除臭杀菌装置的电冰箱，其中，冰箱间室中设置有涂布二氧化钛光触媒的装置，还有开关和照明装置及延时继电装置，使纳米二氧化钛有足够的时间受光激发，实现二氧化钛光触媒的自清洁、杀菌和除臭的效果。
关于银离子的杀菌能力和效果，也有不少报道，比如专利文献CN1517651A公开了一种具有含纳米颗粒的内壳的冰箱，内壳含有用于限定冰箱内部空间的内侧片材和形成在内侧片材上的外侧片材，片材中含有纳米银颗粒，尺寸大约15～300nm，浓度为1～500ppm。
但目前还没有关于银离子和TiO2配合使用的相关报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种设有银钛离子保鲜装置的冰箱，该冰箱采用纳米银钛离子结合方式，用银离子来修饰TiO2，可以更好的提高杀菌，分解有机物效果，降解蔬菜水果农药残留，使冰箱内的果蔬保存期延长，达到保鲜的作用。
本发明的另一目的，在于提供一种设有银钛离子保鲜装置的冰箱的保鲜方法，采用银、二氧化钛以纳米级粒子的形式附着于玻璃表面，牢度性高，使用期长，用银离子来修饰TiO2，以达更好的提高杀菌，降解蔬菜水果农药残留，使冰箱内的果蔬保存期延长，达到保鲜的作用。
为了实现发明目的，本发明的一种设有银钛离子保鲜装置的冰箱，其在冷藏室内固定设一保鲜装置，所述的保鲜装置包括一具有多个通孔的壳体和一置于壳体内的银钛玻璃载体。
所述的银钛玻璃载体是通过高温将银、二氧化钛烧结到玻璃上，保证其牢固度，而且增加银离子对TiO2激发作用。
本发明所述的高温烧结技术为：将银化合物采用液相沉积法附着于玻璃上，再将玻璃放入TiO2溶胶中以浸润提拉的方法得到处理过的玻璃，最后在温度为380～600℃下烧结1～2个小时，就可以完成从无定型态向锐钛矿晶型的转变。同时高温烧结也可以使二氧化钛微粒同玻璃中的羟基反应，从而使膜牢固地附着在玻璃载体上，使其无法被擦洗掉。
本发明所述的二氧化钛溶胶，为一种胶体，采用DLVO的胶体化学理论，在双电层的作用下达到相平衡，而不会沉淀，也不会被过滤出来。可采用醇类溶剂，比如异丙醇、丙醇和乙醇等。
所述的烧结工艺，可在高温烧结炉中进行，采用一段式加热，也可采用分段加热，经过烧结，银、二氧化钛以纳米级粒子的形式附着于玻璃表面。
为了直接针对冰箱内的果蔬，实施保鲜，所述的保鲜装置，可设于冰箱冷藏室的果菜盒内，固定安装于果菜盒的侧上方。
为了促进银钛离子的扩散，还可在所述的保鲜装置内设一风机，所述的风机可采用直流风机，所述风机的开关为压触式开关，设置于冰箱冷藏室与冰箱门体的开合连接处，当冰箱门体关闭时，开关开通，冰箱门体打开时，开关断开。
所述的风机还可与一定时器相连，使风机每10分钟运转一次，两次运转之间停10分钟。
为了实现本发明的另一发明目的，本发明的一种设有银钛离子保鲜装置冰箱的保鲜方法，包括如下步骤：先将银、二氧化钛通过高温烧结到玻璃上，然后将其放入带有通孔的壳体，再固定于冰箱冷藏室内。
具体地说，所述的烧结过程为：先将银化合物采用液相沉积法附着于玻璃上，再将玻璃放入TiO2制成的溶胶中以浸润提拉的方法得到处理过的玻璃，最后在温度为380～600℃下烧结1～2个小时。
所述的壳体可固定于冰箱冷藏室的果菜盒内。
所述的壳体内设一风机，所述的风机可采用直流风机，所述风机的开关为压触式开关，设置于冰箱冷藏室与冰箱门体的开合连接处，当冰箱门体关闭时，开关开通，冰箱门体打开时，开关断开。
所述的风机还可与一定时器相连，使风机每10分钟运转一次，两次运转之间停10分钟。
由于纳米粒子特有的小尺寸效应，表面效应，量子尺寸效应等特性，从而具备吸收光能量的能力。微米级的TiO2粒子对紫外光几乎不吸收。诸如TiO2等的半导体材料的电子的吸收光能，然后就可以跃迁至更高的能级。在激发后，电子会从原来的价带越过禁带，跃迁到高能级的导带上。跃迁后的电子，则具备了还原能力，而原来的失去电子的空穴，则具备氧化能力。其中禁带的宽度，也就是空穴-电子的氧化还原电势，TiO2的电势为3.0eV，是相当大的电势，F2/F-的电势为2.87eV，所以说有强氧化还原能力。TiO2的晶体一共有3种，锐钛，金红石，板钛，其中，锐钛的晶体是共边型的，而另外两种是共顶点型的。这就造成了锐钛晶体的缺陷更多，从而吸附能力更强，活性更高。因此本发明研究人员选择了高活性的锐钛式TiO2粒子。
Ag有独特的杀菌能力，从古时候就已经被人们所认识。Ag能够吸附细菌，并且破坏细菌内部的生物酶，从而杀灭细菌。更重要的是，研究人员发现在这个纳米银钛系统中，Ag由于其贵金属的吸电子能力，可以对激发后的TiO2的光电子进行吸收，使TiO2的电子和空穴更加分离，具备更高的活性。而且Ag也由于吸收了电子，以单质的形式存在在膜表面，其与相比Ag+离子，有更强的杀菌能力。银离子同TiO2粒子的结合，在一定程度上也减少了TiO2粒子对光照的依赖程度，在不需要光照的情况下也能完成分解有机物、杀灭细菌。
由于纳米级的TiO2和银离子具有很强的氧化性，会降解有机物，直接加在内胆等塑料上会导致塑料部件急速老化。因此，研究人员不采用常规的方法，将纳米级的TiO2和银离子涂覆于冰箱表面，而且采用易得的玻璃作为载体。因为以SiO2为主要成分的玻璃是可以广泛得到的无机物载体，同时玻璃表面有羟基，依靠羟基的缩合，就可以把TiO2和银离子牢固地覆着在玻璃表面，可达到很好的效果。本发明所用银钛玻璃载体采用高温烧结技术，牢度性高，使用期长，寿命可达6～8年。
本发明研究人员选用玻璃作为载体，一方面是因为玻璃表面有羟基，依靠羟基的缩合，就可以把TiO2牢固地覆着在玻璃表面，另一方面，TiO2有极强的氧化还原能力，会降解有机物，直接覆在塑料内壳上的话，塑料会很快的老化。因此玻璃(主要材质SiO2)为稳定的载体材料。
一般来说，催化光源需要波长380nm以下的紫外光，实际上日光中所含的紫外线已经有足够多的这种紫外线了。冰箱内没有长期光照的条件，但是本发明所述的冰箱设备简单，无须专门安装灯光设备，只要打开冰箱门透进日光或冰箱内照明灯的照射，就可以激发TiO2。也就是每开一次冰箱门，其实就等于是进行了一次灭菌。
本发明所述的设有银钛离子保鲜装置的冰箱，采用银离子和TiO2配合使用，实现离子对电子的争夺，减少了TiO2表面电子和空穴的复合，提高了活性。银离子在TiO2表面掺杂后，实际上是被TiO2氧化后以单质的形式存在的，所以说具备了应有的各种杀菌效果。而且银的掺杂，更可以使TiO2具备更致密的表面结构。
TiO2由于自身对人体无害，并具备有很好的分解有机物性能，对于有机农药同样能够具备很强的分解能力；这样本发明所述的冰箱可起到杀灭细菌，分解农药的作用，并用银离子来修饰TiO2可以更好的提高杀菌，分解有机物效果，起到降解蔬菜水果农药残留作用。经检测，本发明的冰箱杀菌性能好于单独使用银抗菌或二氧化钛光触媒杀菌，杀菌效果提高20％以上，并能降解农药残留，降低30～50％的农药含量。由此，本发明的冰箱能够杀灭冰箱内以及果蔬中细菌，并能降解蔬菜水果农药残留，最终使冰箱内的果蔬保存期延长，达到保鲜的作用。
附图说明
图1为本发明的一种设有银钛离子保鲜装置的冰箱的结构示意图。
其中
1    保鲜装置    2    银钛玻璃载体
3    壳体        4    风机
5    果菜盒      31    通孔
具体实施方式
下面由具体实施例配合所附的图式详加说明，以致更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及其所达成的功效。
图1为本发明的设有银钛离子保鲜装置的冰箱的结构示意图。如图1所示，在冰箱冷藏室内的果菜盒5内侧上方设有一保鲜装置1，其固定在果菜盒内壁上。
保鲜装置1包括一有多个通孔31的壳体3，一壳体3内放置有一银钛玻璃载体2和一直流风机4。
其中，银钛玻璃载体采用高温烧结法制成，先将银氧化物采用液相沉积法附着于玻璃上，再将玻璃放入TiO2制成的溶胶(以异丙醇为溶剂)中浸润提拉的方法得到处理过的玻璃，最后在高温烧结炉中烧结，温度为500℃，1小时完成。此时，银、二氧化钛以纳米级粒子的形式附着于玻璃表面。
所述的保鲜装置还可直接固定于冰箱冷藏室的内壁上。
所述风机的开关设置于冰箱冷藏室与冰箱门体的开合连接处，为压触式开关。冰箱冷藏室门体关闭时，门体会按压开关，开关开通，风机开始运行，将缓慢释放的维生素C带到整个冰箱空间中，从而实现给放在冰箱中的食品保鲜的作用；当冷藏室门体打开时，会松脱对开关的按压，开关断开。其与冰箱照明灯的开关方式正好相反，采用一个单刀双掷开关即可完成照明灯和风机的开关控制，这样就可保证一条电路是接通的。
在对于冰箱较长时间不打开时，也就是风机一直处于工作状态时，为节省能耗并保证风机的使用寿命，风机还可与一定时器相连，使风机每10分钟运转一次，两次运转之间停10分钟。
对于本发明来说，冰箱内无须专门安装灯光设备，采用冰箱内已有的照明灯即可，只要打开冰箱门透进日光或冰箱内照明灯的照射，就可以激发TiO2。这样每开一次冰箱门，就等于是进行了一次灭菌。
本发明所述的设有银钛离子保鲜装置的冰箱，采用纳米级银离子和TiO2配合使用，提高了活性，提高杀菌能力，并具有很好的分解有机物性能，达到延长冰箱内果蔬的保存期，使冰箱内果蔬保鲜的作用。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明实施的范围。所以凡依本发明申请范围所述的形状、构造、特征及精神所为均是等同变化或修饰，均应包括于本发明的申请专利范围之内。

Claims (10)

1.一种设有银钛离子保鲜装置的冰箱，包括在冷藏室内固定设一保鲜装置，其特征在于：所述的保鲜装置包括一具有多个通孔的壳体和一置于壳体内的银钛玻璃载体。
2.根据权利要求1所述的设有银钛离子保鲜装置的冰箱，其特征在于：所述的银钛玻璃载体通过高温将银、二氧化钛烧结到玻璃上。
3.根据权利要求1或2所述的设有银钛离子保鲜装置的冰箱，其特征在于：所述的银钛玻璃载体通过将银化合物采用液相沉积法附着于玻璃上，再将玻璃放入TiO2溶胶中以浸润提拉的方法得到处理过的玻璃，最后在温度为380～600℃下烧结1～2个小时而成。
4.根据权利要求1所述的设有银钛离子保鲜装置的冰箱，其特征在于：所述的保鲜装置设于冰箱冷藏室的果菜盒内。
5.根据权利要求4所述的设有银钛离子保鲜装置的冰箱，其特征在于：所述的保鲜装置固定安装于果菜盒的侧上方。
6.根据权利要求1所述的设有银钛离子保鲜装置的冰箱，其特征在于：所述的保鲜装置内还设有一风机。
7.根据权利要求6所述的设有银钛离子保鲜装置的冰箱，其特征在于：所述风机的控制开关为压触式开关，设置于冰箱冷藏室与冰箱门体的开合连接处，当冰箱门体关闭时，开关开通，冰箱门体打开时，开关断开。
8.根据权利要求6所述的设有银钛离子保鲜装置的冰箱，其特征在于：所述的风机还可与一定时器相连，使风机每10分钟运转一次，两次运转之间停10分钟。
9.一种设有银钛离子保鲜装置的冰箱的保鲜方法，其特征在于，包括如下步骤：先将银、二氧化钛通过高温烧结到玻璃上，然后将其放入带有通孔的壳体，再固定于冰箱冷藏室内。
10.根据权利要求9所述的设有银钛离子保鲜装置的冰箱的保鲜方法，其特征在于，所述的烧结过程为：先将银化合物采用液相沉积法附着于玻璃上，再将玻璃放入TiO2溶胶中以浸润提拉的方法得到处理过的玻璃，最后在温度为380～600℃下烧结1～2个小时。
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