CN204159212U - 一种冰箱用杀菌净化器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种冰箱用杀菌净化器，包括壳体、杀菌净化装置和控制装置，所述控制装置固定壳体一侧，所述杀菌净化装置位于壳体内；所述杀菌净化装置包括基座、光催化装置和离心装置，所述基座包括底座和中座，所述底座和中座带有通风口；所述光催化装置和离心装置位于中座上，所述离心装置在光催化装置的上方；所述光催化装置包括光源装置和光催化薄膜，所述光源装置位于光催化薄膜之上；所述光催化薄膜包括基底层、三维石墨烯层、TiO2纳米薄膜层和纳米银层，所述三维石墨烯层位于基底层和TiO2纳米薄膜层中间，所述纳米银层位于TiO2纳米薄膜层之上。该杀菌净化器能有效实现冰箱除臭和保鲜的功效。

Description

一种冰箱用杀菌净化器
技术领域
本实用新型涉及到空气净化杀菌的技术领域，特别涉及到一种冰箱用杀菌净化器。
背景技术
如今，冰箱已成为家用生活的必需品，人们对冰箱的性能的要求也越来越高，健康、安全和卫生已成为冰箱技术发展的主题。早期的冰箱没有抗菌和杀菌及除臭的功能，只依靠低温来保鲜食物，不利于长时间保存冰箱内的食品以及冷藏室中的食品，否则会腐败变质及产生各种异味，这是因为在低温环境下仍然有细菌存在。为了解决这个问题，人们在冰箱内胆里添加抗菌剂来进行杀菌，虽然有一定的效果，但是只能杀死与冰箱内壁接触的细菌。其它采用抗菌材料的冰箱内附件，也只能抑制表面的细菌无法生长。
近几年，冰箱杀菌技术迅速发展，除了内胆添加抗菌材料这种被动式杀菌技术，还出现了许多主动式杀菌技术，如臭氧生成装置、离子杀菌装置、紫外线杀菌装置等。但这些技术都有较好的杀菌作用，但除臭去味作用不强，不能完全净化冰箱内弥漫的多种异味。
现有技术中，光催化被认为是最具有发展前景的空气净化技术之一，目前用于光催化剂的多为N型半导体，其中TiO2因其具有无毒、催化活性高、氧化能力强、稳定性好、廉价易得等优点是目前最常用的光催化剂。传统做法是在铁丝网、镍网、铜网等表面镀上TiO2薄膜，即将以上金属网浸泡在TiO2醇或水溶液中，再拿出加热，形成TiO2薄膜。该方法产生的TiO2薄膜颗粒在金属网上的粘结性很差，在高温加热形成TiO2薄膜的过程中，大量颗粒会剥落，造成金属网表面的有效TiO2薄膜纳米颗粒很少。在之后的使用过程中，任何风吹振动等都会造成更多TiO2颗粒剥落，这样，整个材料的光催化效率会不断下降。且TiO2是一种宽禁带半导体(金红石3.0eV，锐钛矿3.2eV),只能吸收紫外光，而紫外光只占太阳能量的4％，因此，TiO2对太阳光的利用率很低；同时紫外光激发半导体产生光生电子和空穴，光生电子和空穴与附着于TiO2上的有机污染物发生作用，将其降解为无机小分子物质，但是，光生电子和空穴的复合速率远大于与有机物发生作用的速率，这样大大地降低TiO2的光催化效率。因此，一种能够同时提高传统光催化剂的吸附量和光催化效率的高效担载材料是发展和应用光催化技术所需要的。
石墨烯是一种单层碳原子的石墨材料，具有优异的导电、导热、机械性能以及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，大大力高TiO2的光催化效率。因此，通过石墨烯与半导体光催化材料复合的石墨烯复合光催化剂粉体是一种具有高吸附量和高催化活性的新型光催化材料。但二维石墨烯易团聚，难分散，很难获得高比表面积的材料。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种冰箱用杀菌净化器，结构简单，净化杀菌速率快，无二次污染的产生，能够有效的去除冰箱内的异味和有害细菌，达到除臭保鲜的效果。
为此，本实用新型提供以下技术方案：
一种冰箱用杀菌净化器，包括壳体、杀菌净化装置和控制装置，所述控制装置固定壳体一侧，所述杀菌净化装置位于壳体内；所述杀菌净化装置包括基座、光催化装置和离心装置，所述基座包括底座和中座，所述底座和中座带有通风口；所述光催化装置和离心装置位于中座上，所述离心装置在光催化装置的上方；所述光催化装置包括光源装置和光催化薄膜，所述光源装置位于光催化薄膜之上；所述光催化薄膜包括基底层、三维石墨烯层、TiO2纳米薄膜层和纳米银层，所述三维石墨烯层位于基底层和TiO2纳米薄膜层中间，所述纳米银层位于TiO2纳米薄膜层之上。
其中，所述控制装置通过导线连接光源装置和离心装置，包括开关和指示灯。
其中，所述壳体带有进风口和出风口，所述进风口和出风口都设置有通风网板。
其中，所述杀菌净化装置还包括过滤装置，所述过滤装置位于底座上，所述过滤装置为活性碳层。
其中，所述光源装置包括LED基板和LED灯，所述LED灯固定在LED基板上；
其中，所述LED灯为紫外光LED灯。
其中，所述基底层为孔径为0.01-0.6mm的镍网或铜网。
本实用新型采用以上技术方案，使用过滤装置和光催化薄膜装置双重净化杀菌，能有效去除空气中的有害气体和细菌；使用LED灯作为催化光源，提高了光催化效率。光催化薄膜采用基底层/三维石墨烯层/TiO2纳米薄膜层/纳米银层，将TiO2纳米颗粒均匀分布于三维石墨烯层表面，分散性好，既避免了自身粒子的团聚，也有效防止了石墨烯片层的重堆积，纳米复合材料所特有的结构使其具有很好的热稳定性和优异的光催化活性，能够有效的去除冰箱内的异味和有害细菌，实现冰箱除臭和保鲜的双重功效。
附图说明
图1为本实用新型冰箱用杀菌净化器的结构示意图。
图2为本实用新型冰箱用杀菌净化器的光催化薄膜的结构示意图。
图3为本实用新型冰箱用杀菌净化器的杀菌净化过程示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、特征和优点更加的清晰，以下结合附图及实施例，对本实用新型的具体实施方式做出更为详细的说明，在下面的描述中，阐述了很多具体的细节以便于充分的理解本实用新型，但是本实用新型能够以很多不同于描述的其他方式来实施。因此，本实用新型不受以下公开的具体实施的限制。
一种冰箱用杀菌净化器，如图1、图2所示，包括壳体1、杀菌净化装置2和控制装置3，所述控制装置3固定壳体1一侧，所述杀菌净化装置2位于壳体1内；所述杀菌净化装置2包括基座21、光催化装置22和离心装置23，所述基座21包括底座211和中座212，所述底座211和中座212带有通风口213；所述光催化装置22和离心装置23位于中座212上，所述离心装置23在光催化装置22的上方；所述光催化装置22包括光源装置221和光催化薄膜222，所述光源装置221位于光催化薄膜222之上；所述光催化薄膜222包括基底层2221、三维石墨烯层2222、TiO2纳米薄膜层2223和纳米银层2224，所述三维石墨烯层2222位于基底层2221和TiO2纳米薄膜层2223中间，所述纳米银层2224位于TiO2纳米薄膜层2223之上。所述控制装置3通过导线连接光源装置221和离心装置23，包括开关31和指示灯32，用于开启杀菌净化器。所述壳体1带有进风口11和出风口12，所述进风口11和出风口12都设置有通风网板13。其中，所述杀菌净化装置2还包括过滤装置24，所述过滤装置24位于底座211上，所述过滤装置24为活性碳层；所述光源装置221包括LED基板2211和LED灯2212，所述LED灯2212固定在LED基板2211上；其中所述LED灯2212为紫外光LED灯；所述基底层为孔径为0.01-0.6mm的镍网或铜网。
如图3所示，本实用新型冰箱用杀菌净化器的工作原理如下：开关31开启LED灯2212和离心装置23，启动杀菌净化器，离心装置23作用为推进气体循环，使冰箱内的污染的气体从进风口11进入杀菌净化器，透过活性炭层，吸附去除臭味异味；LED灯2212持续照射在光催化薄膜222表面，将吸附在光催化薄膜表面的细菌杀死降解为CO2、H2O等无害物，经过杀菌净化的气体从出风口12出来。其中，由于有底座211和中座212的支撑，杀菌净化器可以随意倾倒放置在冰箱内。
其中，TiO2纳米光催化降解机理共分为8个步骤来完成光催化的过程，包括：
a.TiO2+hv→eˉ+h+
b.h++H2O→OH+H+
c.eˉ+O2→OOˉ
d.OOˉ+H+→OOH
e.2OOH→O2+H2O2
f.OOˉ+eˉ+2H+→H2O2
g.H2O2+eˉ→OH+OHˉ
h.h++OHˉ→OH
当一个具有hv能量大小的光子或者具有大于半导体禁带宽度Eg的光子射入半导体时，一个电子由价带(VB)激发到导带(CB)，因而在导带上产生一个高活性电子(eˉ)，在价带上留下了一个空穴(h+)，形成氧化还原体系。溶解氧及水和电子及空穴相互作用，最终产生高活性的羟基。OHˉ、O2 ˉ、OOHˉ自由基具有强氧化性，能把大多数吸附在TiO2表面的有机污染物降解为CO2、H2O，把无机污染物氧化或还原为无害物。
由于石墨烯优异的导电性可以迅速传导电子，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，弥补TiO2作光催化剂只用紫外光的缺点，使得在可见光下就可以进行光催化，而三维石墨烯材料，在结构上不同于二维的石墨烯，它具有三维空心多孔网状结构，网壁为石墨烯，为层状结构的石墨以及多孔的石墨碳泡沫，具有超大的比表面积，超多的活性点位，在高温下可以在其表面上形成很多悬挂键，有效键合住TiO2纳米颗粒，吸附的TiO2颗粒数量更多，且附着力更强；同时三维石墨烯石墨烯由于电子迁移率高，可以有效延长光催化产生的载流子的寿命，防止空穴和电子复合，产生较高的光催化效率；还由于三维石墨烯其稳定的三维结构，使得TiO2纳米颗粒在其表面分散性好，既避免了既避免了自身粒子的团聚，也有效防止了石墨烯片层的重堆积，纳米复合材料所特有的结构使其具有很好的热稳定性和优异的光催化活性。
本实用新型还在TiO2纳米薄膜层上增加纳米银层，使纳米银吸附在TiO2纳米颗粒表面，在光照下，氧离子到TiO2纳米颗粒表面，银能够采集电子并提供大量电子，在紫外光下具有负极电子，产生大量等离子体，从而大幅增强光催化效率。
通过对本实用新型所述的冰箱用杀菌净化器的抗菌(除菌)性能检测结果如下表显示：
表1.本实用新型冰箱用杀菌净化器的抗菌(除菌)性能的分析检测结果
通过对本实用新型所述的冰箱用杀菌净化器的抗菌(除菌)性能检测结果如下表显示：
表2.本实用新型冰箱用杀菌净化器的空气净化性能的分析检测结果
由此，本实用新型所述的冰箱用杀菌净化器能够有效的去除白色葡萄球菌等有害菌群和净化甲醛等有害气体。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种冰箱用杀菌净化器，其特征在于：包括壳体、杀菌净化装置和控制装置，所述控制装置固定壳体一侧，所述杀菌净化装置位于壳体内；所述杀菌净化装置包括基座、过滤装置、光催化装置和离心装置，所述基座包括底座和中座，所述底座和中座带有通风口；所述过滤装置位于底座上，所述光催化装置和离心装置位于中座上，所述离心装置在光催化装置的上方；所述光催化装置包括光源装置和光催化薄膜，所述光源装置位于光催化薄膜之上；所述光催化薄膜包括基底层、三维石墨烯层、TiO2纳米薄膜层和纳米银层，所述三维石墨烯层位于基底层和TiO2纳米薄膜层中间，所述纳米银层位于TiO2纳米薄膜层之上。
2.根据权利要求1所述的冰箱用杀菌净化器，其特征在于：所述控制装置通过导线连接光源装置和离心装置，包括开关和指示灯。
3.根据权利要求1所述的冰箱用杀菌净化器，其特征在于：所述壳体带有进风口和出风口，所述进风口和出风口都设置有通风网板。
4.根据权利要求1所述的冰箱用杀菌净化器，其特征在于：所述过滤装置为活性碳层。
5.根据权利要求1所述的冰箱用杀菌净化器，其特征在于：所述光源装置包括LED基板和LED灯，所述LED灯固定在LED基板上。
6.根据权利要求5所述的冰箱用杀菌净化器，其特征在于：所述LED灯为紫外光LED灯。
7.根据权利要求1所述的冰箱用杀菌净化器，其特征在于：所述基底层为孔径为0.01-0.6mm的镍网或铜网。
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