TWI671088B - 空氣淨化器及其中相關裝置製造方法 - Google Patents

Abstract

一種空氣淨化器及其中相關裝置製造方法，其中空氣淨化器包含：殼體；光觸媒模組，該光觸媒模組包含有至少一點狀紫外光源以及一光觸媒網裝置，該光觸媒網裝置包含有至少一立體曲面結構，該立體曲面結構設置於該點狀紫外光源之發光路徑上，而且該立體曲面結構沿該點狀紫外光源之一等光強度曲面延伸；以及靜電集塵器，其包含第一與第二電極裝置，該第一與第二電極裝置表面上皆佈有石墨烯，而且該第二電極裝置與該第一電極裝置具有不同的電性而於兩者之間形成電場。

Description

空氣淨化器及其中相關裝置製造方法

本發明係關於一種空氣淨化器及其中相關裝置製造方法；特別關於一種應用於點狀紫外光源的空氣淨化器及其中相關裝置製造方法。

科學家在一九七二年發現，二氧化鈦(TiO2)在紫外光(波長小於380 nm )的照射下，可以把水分子分解而產生氫氣。而二氧化鈦所展現出來的光化學特性，進而讓它成為光觸媒材料的代名詞。關於”光觸媒反應”，顧名思義就是可以利用光能，在光觸媒材料的表面上進行催化反應。而二氧化鈦(TiO2)在紫外光的照射下，被發現具有分解有機分子、細菌等效能，人們便利用這樣的光觸媒反應來分解污染物質、去除臭味或分解水中的雜質，進而達到去汙、除臭、淨水等功效。

近年來，雖然也有許多半導體材料被發現具有光觸媒特性，但是後來的研究發現，大部分半導體材料在酸性或鹼性的環境中容易變質，另外有些化合物則容易發生化學或光化學腐蝕性。反觀二氧化鈦(TiO2)，不但具有相當優良的光觸媒活性，而且物理與化學性質皆屬穩定，更具有耐酸鹼、價格便宜、容易製備、無毒等優點，所以二氧化鈦(TiO2)成為應用最廣的光觸媒材料。

而空氣淨化器已是目前居家常用的家電設備，多數產品是以濾網來過濾粉塵，而以活性碳來做為除臭手段。但是濾網或活性碳濾心為耗材，需要定期更換。少部分產品則運用光觸媒技術，用以將通過空氣淨化器的空氣進行殺菌除臭的處理。常見的設計可分為兩類，一類是光觸媒層的主要延伸方向是垂直於氣流方向(相關前案可參見台灣新型M263951、以及中國專利CN204115103U等專利說明書) 的設計，另一類則是光觸媒層的延伸方向平行於氣流方向(相關前案可參見台灣新型M540251之專利說明書)的設計。其目的都是讓空氣可以與光觸媒層充分接觸。

另外，部分空氣淨化器產品選用靜電集塵的主動式集塵技術來取代被動式濾網以進行粉塵過濾手段。其原理主要是先讓空氣中的微粒粉塵帶電，並將其集塵板(或集塵網，以下略)接上與微粒粉塵所帶電荷之電性相反的極性，如此便可利用正負電性相吸的原理，使得微粒粉塵被吸引而收集到集塵板。然而，於電場作用下，集塵板的電極持續被帶電微粒加速轟擊，造成集塵板表面的粉塵長期堆積而不易清除，最後造成電性不佳而使集塵效率逐漸低落甚至發生失效的結果，因此集塵板需要具有可以方便清洗的功能。

傳統可清洗的濾網一般是以鐵氟龍塗層作為塗層原料，鐵氟龍雖具有超強疏水表面特性（水滴角實驗可大於120度角），但是鐵氟龍的絕緣特性導致無法運用於本案需要扮演電極角色的的集塵板上。而大陸專利CN105251268A及台灣新型專利M549778U分別提到以紙漿纖維、不織布、塑化類的濾網作為石墨烯之成長載體。將氧化石墨烯(GO)附著於上該載體中，但是，將氧化石墨烯轉化為石墨烯的過程是經過高溫來進行還原程式。然而前述專利中的載體材料均不耐高溫。無法在長期在高於150攝氏度的狀態進行還原石墨烯的製程，因此也無法直接轉用到本案裝置中。

由於傳統的紫外線光源多以水銀燈管來完成，其光源放射以燈管為軸心，均勻地向燈管周緣（360度）發光。而紫外光發光二極體(UV LED)光源則為近幾年逐漸興起之紫外光來源，其接近半球形點狀光源的發光型態與水銀燈管有著相當程度的差異，發光的空間分佈特性與傳統水銀燈管迥異，既有光觸媒層的空間配置無法有效發揮其使用效率。再者，傳統可清洗的濾網無法運用於本案需要扮演電極角色的的集塵板上。

因此，本案發展出一光觸媒模組及其中光觸媒網裝置製造方法來改善習用手段的缺失，其中光觸媒模組包含：光源裝置，其包含有至少一點狀紫外光源；以及光觸媒網裝置，其包含有至少一立體曲面結構，該立體曲面結構設置於該點狀紫外光源之發光路徑上，而且該立體曲面結構沿該點狀紫外光源之一等光強度曲面延伸。

本案之第一方面係為一種空氣淨化器，其包含：一殼體，其間有一待處理氣體沿一送風路徑移動；一光觸媒模組，設於該殼體中的該送風路徑上，該光觸媒模組包含有至少一點狀紫外光源以及一光觸媒網裝置，該光觸媒網裝置包含有至少一立體曲面結構，該立體曲面結構設置於該點狀紫外光源之發光路徑上，而且該立體曲面結構沿該點狀紫外光源之一等光強度曲面延伸；以及一靜電集塵器，設於該殼體中的該送風路徑上，其包含一第一電極裝置與一第二電極裝置，該第一電極裝置與該第二電極裝置表面上皆佈有石墨烯，而且該第二電極裝置與該第一電極裝置具有不同的電性而於兩者之間形成電場。

根據上述構想，本案之空氣淨化器中該點狀紫外光源為一紫外光發光二極體光源，該立體曲面結構為一外凸立體曲面結構，該等外凸立體曲面結構對應該紫外光發光二極體光源而設置並沿該外凸立體曲面結構之一等光強度曲面延伸，該外凸立體曲面結構表面設有孔洞且包含有二氧化鈦材料。

根據上述構想，本案之空氣淨化器中該第一電極裝置包含有一金屬濾網載體，該金屬濾網載體表面形成厚度範圍為1至20原子層之堆疊狀石墨烯。

根據上述構想，本案之空氣淨化器中該第二電極裝置中包含一放電電極結構，其表面製作出一柱狀陣列，該柱狀陣列表面佈有厚度範圍為1至20原子層之堆疊狀石墨烯。

本案之另一方面為一光觸媒模組，可應用於空氣淨化器中，其包含：一光源裝置，其包含有至少一點狀紫外光源；以及一光觸媒網裝置，其包含有至少一立體曲面結構，該立體曲面結構設置於該點狀紫外光源之發光路徑上，而且該立體曲面結構沿該點狀紫外光源之一等光強度曲面延伸。

根據上述構想，本案之光觸媒模組中該光源裝置包含：一支架；以及複數個紫外光發光二極體光源，該等紫外光發光二極體光源設置於該支架之一表面。

根據上述構想，本案之光觸媒模組中該光觸媒網裝置包含有複數個外凸立體曲面結構，該等立體曲面結構設置於該等紫外光發光二極體光源之發光路徑上，而且該等外凸立體曲面結構分別對應該等紫外光發光二極體光源並沿該等外凸立體曲面結構之一等光強度曲面延伸。

根據上述構想，本案之光觸媒模組中該光觸媒網裝置的立體曲面結構表面設有孔洞且包含有二氧化鈦材料。

本案之再一方面為一種光觸媒網裝置製造方法，其包含下列步驟：提供一光源裝置，該光源裝置包含有至少一點狀紫外光源；取得對應該點狀紫外光源之一等光強度曲面；以及根據上述等光強度曲面而製造一立體曲面結構，該立體曲面結構設置於該點狀紫外光源之發光路徑上，而且該立體曲面結構沿該點狀紫外光源之上述等光強度曲面延伸而形成一光觸媒網裝置。

根據上述構想，本案之光觸媒網裝置製造方法中取得對應該點狀紫外光源之上述等光強度曲面包含下列步驟：對應該點狀紫外光源來取得一等光強度曲線；以及根據上述之等光強度曲線而旋轉掃過之該空間的表面而得出上述等光強度曲面。

根據上述構想，本案之光觸媒網裝置製造方法中該光源裝置包含有複數個紫外光發光二極體光源，而該製造方法更包含下列步驟：重複對該些紫外光發光二極體光源來相對應取得複數個等光強度曲線；以及根據上述之多個等光強度曲線分別以該些紫外光發光二極體光源為軸而旋轉掃過之該空間的表面而得出多個等光強度的曲面；以及將上述多個等光強度的曲面來進行連接與組合，進而完成一個立體曲面結構。

根據上述構想，本案之光觸媒網裝置製造方法中該立體曲面結構係沿該點狀紫外光源之上述等光強度曲面延伸但去除大於一正負有效夾角絕對值的部分曲面。

本案之又一方面為一種靜電集塵器製造方法，該靜電集塵器應用於一空氣淨化器中，該方法包含下列步驟：提供一第一電極裝置，該第一電極裝置包含有一濾網載體；於該濾網載體表面上佈上石墨烯；以及於該第一電極裝置之一側提供一第二電極裝置，其與該第一電極裝置具有不同的電性而於兩者之間形成電場。

根據上述構想，本案之靜電集塵器製造方法中該濾網載體為一金屬濾網載體，而佈上石墨烯之方法包含下列步驟：於該金屬濾網載體表面上佈上氧化石墨烯溶液；對該氧化石墨烯溶液進行加熱，用以將溶液中的氧化石墨烯還原成為石墨烯。

根據上述構想，本案之靜電集塵器製造方法中佈上氧化石墨烯溶液之方法為以浸泡或噴塗方式將濃度範圍在0.1%至5%的氧化石墨烯溶液附著於該金屬濾網載體表面，然後再以大於150攝氏度的高溫還原烘烤製程，而在該金屬濾網載體表面形成厚度範圍為1至20原子層之堆疊狀石墨烯。

根據上述構想，本案之靜電集塵器製造方法中更包含下列步驟：於該第二電極裝置中之一放電電極結構表面製作出一柱狀陣列；以及於該柱狀陣列表面佈上石墨烯。

根據上述構想，本案之靜電集塵器製造方法中佈上石墨烯之方法包含下列步驟：同時於該濾網載體與該柱狀陣列表面佈上氧化石墨烯溶液；以及對該氧化石墨烯溶液以大於150攝氏度的反應溫度來進行加熱，用以將溶液中的氧化石墨烯還原成為石墨烯。

本案之再一方面為一種靜電集塵器製造方法，該靜電集塵器應用於一空氣淨化器中，該方法包含下列步驟：提供一第一電極裝置，該第一電極裝置包含有一濾網載體；提供一第二電極裝置，其與該第一電極裝置具有不同的電性而於兩者之間形成電場；於該第二電極裝置中之一放電電極結構表面製作出一柱狀陣列；以及於該柱狀陣列表面佈上石墨烯。

根據上述構想，本案之靜電集塵器製造方法中佈上石墨烯之方法包含下列步驟：於該柱狀陣列表面佈上氧化石墨烯溶液；以及對該氧化石墨烯溶液進行加熱，用以將溶液中的氧化石墨烯還原成為石墨烯。

根據上述構想，本案之靜電集塵器製造方法，其中佈上氧化石墨烯溶液之方法是以浸泡或噴塗方式將氧化石墨烯溶液附著於該柱狀陣列表面，然後還原成為石墨烯之方法是以大於100至450攝氏度的高溫還原烘烤製程，在該柱狀陣列表面形成厚度範圍為1至20原子層之堆疊狀石墨烯。

本發明能讓空氣淨化器具有良好的光觸媒反應效率、靜電除塵器中濾網的易清潔性以及靜電除塵器中放電電極的耐用度以及放電效率的增加，進而達成有效改善習知技術缺失的效果。

請參見圖1，其係本案為改善習用缺失所發展出來，可應用於空氣淨化器的光觸媒模組結構組裝示意圖，其中主要包含有兩個部件，第一部件是一個光源裝置11，光源裝置11包含有一支架110以及多個點狀紫外光源(例如常見的紫外光發光二極體(UV LED)光源)111，在本例中，紫外光發光二極體(UV LED)光源111係設置有四個。而從圖式中可以清楚看出，紫外光發光二極體(UV LED)光源111的發光型態接近於承載在一平面上的點光源，其光型為類半球狀且其強度分佈隨空間角度具有強烈的方向性，其強度分佈隨空間角度變化的示意圖可以參見圖2所示之曲線圖。

本案第二部件則是一光觸媒網裝置12，其包含有一底座120以及相對應多個紫外光發光二極體光源111位置所設置的多個外凸立體曲面121。而由圖2所示之光強度分佈圖可知，0度角出光的光線強度最大，但隨著出光角度往支架110的平面轉動(角度的絕對值變大)，光線強度將隨之縮小。為能配合此一特性，本實施例便以多個外凸立體曲面121與底座120來完成光觸媒網，其中氣體流動的路徑如圖1中虛線箭頭13之所示，因此需要進行光觸媒反應的氣體可由下方進入，穿過支架110並通過多個外凸立體曲面121來增加反應的面積以及均勻化照射到光觸媒網的光線強度。

再請參見圖3a、3b，其係本案為改善習用缺失所發展出來的光觸媒模組結構之另一實施例的組裝示意圖，仍包含兩個部件，第一部件的光源裝置11與圖1的實施例相同，故不再贅述。而第二部份光觸媒網裝置32則以相對應多個紫外光發光二極體光源111位置所設置的多個外凸立體曲面321來完成。基本上，多個外凸立體曲面321所完成之光觸媒網也是配合光強度分佈特性來進行設計，因為光型接近半球的紫外光發光二極體光源111，以0度角垂直出光的光線強度最大，但隨著出光角度的絕對值變大，光線強度將隨之縮小。為能配合此一特性，每個外凸立體曲面321的外型就會設計成在0度角處距離光源較遠，而在接近正負90度處距離光源較近，主要是配合光強度分佈的一個等強度曲面來進行設計。其中氣體流動的路徑如圖中虛線箭頭33之示意，因此空氣淨化器中需要進行光觸媒反應的氣體可由底座120下方進入，由下而上穿過底座120並通過多個外凸立體曲面121來增加反應的面積，而外凸立體曲面121的外形設計可均勻化照射到光觸媒網的光線強度。

另外，如圖3b之所示，為增加光源的使用效率，本案還可以在光觸媒模組結構中增設一光源反射腔體39，其可為如圖所示之無上下蓋的圓柱殼體，其內部表面可具有良好的反光效果，用以反射紫外光發光二極體光源111所發出的光線，增加光觸媒網的反應效率。當然，光源反射腔體39也可以套用在圖1的實施例中，或是直接整合至殼體上，用反光材料(例如銀、鋁、鉻等常用高反射材料)塗佈在空氣清淨機的殼體內表面來形成。

配合圖4所述之方法流程圖之描述，發明人再就如何得到上述外凸立體曲面結構的方法進行詳述，首先，對應每個紫外光發光二極體光源111來取得該光源的光強度分佈形態以及等強度曲線圖(步驟41)。步驟細節可以是以該光源為中心點，測量出某一切面上不同發光角度的光強度值，然後再將每個不同出光角度上相同光強度值的點連成一條曲線，進而得到如圖5所示的等強度曲線圖。

圖5中表示出以相同的光強度對應出光角度及距離長度百分比來分別於不同取樣切面上繪製出來的兩條等強度曲線(第一等強度曲線與第二等強度曲線)，兩條等強度曲線不重合的原因是因為該光源為非對稱性發光光源。量測出多條不重合的等強度曲線來進行運算，可用以得出一條誤差最小的等強度曲線。而為了製造簡易起見，一般也可以選取對稱性發光光源，亦即，不同切面的等強度曲線是重合的。而將該等強度曲線以該光源為中心點旋轉掃出來的形狀，便可定義為相對應該光源之一外凸立體曲面結構的理想形狀(步驟42)。但由本圖例可以看出，大於正負有效夾角(本例為65度)的絕對值的區域，其光強度衰減很快，所以等光強度的點已相當接近光源，而且在此實現光觸媒網呈立體曲面型態的工藝也不易實現。因此可以適度放棄大於正負65度區域的光能量。以圖5為例，可由圖面上-65度~ +65度的曲線旋轉180度，在空間上掃過所得到之曲面來做為針對該光源的光觸媒網立體曲面方案。而-65度~ +65度之角度選擇，僅為本參考例之較佳選擇，並非特定指定角度，此選擇可視不同光源進行實際測量結果來推算。

當然，若是有可以直接在三度空間中測量出對應每個紫外光發光二極體光源111的光強度分佈形態的儀器，自然也就可以直接估測出等光強度的曲面。再假如是由多個光源來構成一個光源模組，便可以重複前述步驟41與步驟42中的等光強度曲面取得方式(步驟43)來估測出相對應的等光強度曲面。最後再將相對應的多個等光強度的曲面來進行連接與組合，進而完成一個完整的立體曲面光觸媒網(步驟44)。

再透過圖6a-6c的內容，將本案所發展出來的光觸媒模組結構組裝示意圖再一次清楚說明，圖6a-6c分別以下方視角、上方視角與側面視角來表示出光源裝置11與光觸媒網裝置12的相對應關係。其中光源裝置11包含有支架110以及四個紫外光發光二極體(UV LED)光源111，紫外光發光二極體光源111承載在支架110的上表面1101，而光觸媒網裝置12以四個立體曲面所連結而成。至於圖6c中的角度60，則是上述所提及的有效夾角，而有效夾角以外的部份曲面，在設計時可以選擇捨棄而方便光觸媒網製作。而因捨棄有效夾角以外的曲面所產生的曲面邊緣，可以讓通過曲面邊緣的氣流產生局部擾流(如圖3a中之所示)。

另外，為能增強空氣淨化器的性能，本案還針對可應用於空氣淨化器中的靜電集塵器進行改良。本案靜電集塵器通常包含有一第一電極裝置與一第二電極裝置，其中該第一電極裝置通常包含有一濾網載體，而第二電極裝置則與該第一電極裝置具有不同的電性而於兩者之間形成電場。其中濾網載體改用金屬多孔網來完成，材料主要選自下列各類金屬及構造：單層或多層的不鏽鋼網、鋁網、銅網或發泡金屬網，發泡金屬材料可以選自銅、鋁、鈦、鎳或其合金組成之一或混和成分、其他選擇還有蜂巢狀金屬格網等等。

為了保有良好的導電性且具有易清洗特性，發明人選擇以石墨烯來做為本案靜電集塵器中可清洗濾網的塗層原料。石墨烯是近年快速發展的功能性材料，具有多種特殊的特性，其中超高的比表面積（多孔固體物質單位質量的表面積總和），其理論值大於2000平方公尺/克，對於粉塵吸納具有優良效果，而其超高導電性（優於銅、銀）更適合運用於需要導電的集塵端電極，而且也具有極高疏水性（接近鐵氟龍），便於重複清洗。

而目前市售且具量產特性的石墨烯製作方法，是以氧化石墨烯為原料，並以熱還原方式（溫度愈高，石墨烯形成的缺陷愈少，品質愈佳，還原程度愈高），將氧化石墨烯還原成為石墨烯，而還原的程度愈高，愈接近石墨烯的本體特性，還原程度不足，充其量只是石墨狀態而已，並不具有上述石墨烯的特性。因此，還原氧化石墨烯的製程對於石墨烯特性的展現至關重要。

而本案提出下列方法來進行石墨烯的披覆製程。首先，將不同濃度比例（0.1% ~ 5%）的氧化石墨烯溶液（以下以GO 代表），其中GO的氧化石墨烯層數為1～20層，以浸泡或噴塗方式將GO附著於前該載體（可耐高溫的金屬）表面，經過高溫還原烘烤製程（加熱溫度大於150攝氏度)，即可在上該載體表面形成低原子層之堆疊狀石墨烯。

將石墨烯於濾網上形成披覆層的方法，除了可以借助上述由 氧化石墨烯型態局部還原為石墨烯方式外。還可以選擇將石墨烯混入膠體內，再以0.01% ~2%石墨烯含量的膠體附著於濾網表面，處理過後的濾網同樣具有優異疏水性。而濾網載體上所搭載的石墨烯層數可控制在20層原子層以內，其同樣具有以下優點：(a)具有良好導電特性，可作為靜電集塵結構之集塵端。(b)高比表面積（大於100平方公尺/克)：可增加氣流中空氣微粒碰撞機率，增加留置（過濾）碰撞微粒之機率。(c)疏水性佳：低層數石墨烯具有極低表面能，外來帶電微粒以鬆散的方式暫留置於不同石墨烯縫隙中，可透過水沖洗方式，輕易將微粒沖洗，而經過沖洗之石墨烯濾網，即可再生為原有功能之濾網。

再請參見圖7a-7b，其中本案為改善習用缺失所發展出來的石墨烯濾網構造示意圖，圖7a中表示出靜電集塵器中所包含的第一電極裝置以及第二電極裝置，第一電極裝置之濾網載體71為一個或多個集塵平板來構成，每個集塵平板則由表面披覆有石墨烯層之蜂巢狀金屬格網來完成。而第二電極裝置則是用以讓空氣中的微粒粉塵帶電(圖中表示出讓經過的微粒粉塵帶負電)的放電裝置72，其外型係為一棒狀構造。而相鄰的第一電極裝置以及第二電極裝置所分別包含之濾網載體71與放電裝置72之電性相反，如此便可利用正負電性相吸的原理，使得微粒粉塵被吸引而收集到集塵平板。

圖7b中表示出靜電集塵器之濾網載體73，其係由底部有開口的半封閉空心圓柱體來構成，半封閉空心圓柱體的濾網載體73，其表面披覆有石墨烯層。而用以讓空氣中的微粒粉塵帶電的放電裝置74與濾網載體73之電性相反，如此便可利用正負電性相吸的原理，使得微粒粉塵被吸引而收集到集塵圓柱體。

至於在濾網載體表面上披覆石墨烯施作方式可以是將不同濃度的氧化石墨烯（0.1% ~ 5%)，以噴霧、浸泡方式附著於前述濾網材質。後續經過至少150攝氏度之還原溫度。產生局部還原石墨烯，溫度愈高，還原比例愈高。另外，還可以是將不同濃度的石墨烯膠體（0.01% ~ 2% )，以噴塗的方式來附著於前述濾網材質，後續再經過至少150攝氏度的附著固化製程來完成。

再者，上述提到關於靜電集塵器中第二電極裝置中的放電裝置72、74，其主要是使用變壓器來產生交流高壓電，再經過整流電路變換成負極性的直流高電壓後，再施加於放電裝置72、74之負電極，藉此釋放出電子而產生負離子。其中能使離子放電的最低電壓稱為起始放電電壓，而起始放電電壓與負電極材料及其尖端曲率半徑有關。請參考下表數據可知，在相同材料的條件下，其尖端半徑愈小，起始放電電壓愈小。

	0.5mm	0.1mm	0.05mm	0.01mm	＜0.01mm
銅	10.2kV	7.4kV	6.9kV	5.3kV	2.2kV
銀	9.1kV	6.8kV	5.8kV	4.7kV	4.9kV
鎢	8.8kV	7.3kV	5.7kV	4.0kV	4.5kV
石磨	10.9kV	7.7kV	7.9kV	7.5kV	5.1kV
碳纖維	8.1kV	7.4kV	6.2kV	6.6kV	6.6kV

換句話說，在相同的放電電壓下，相同材料的尖端半徑愈小，產生的放電離子數量將愈多。而目前市售常見的放電電極結構多為銅針或是碳刷束，其中碳刷束尖端的半徑約為0.015mm，而碳刷束尖端的總數量約為 1k~10k。為了能改善此些構造之不足處，本案再提出下列方案。

本案係提出以氧化鋅(ZnO)為材料所形成之柱狀陣列來完成上述放電裝置72、74中放電電極結構。因為氧化鋅(ZnO)為材料所形成之柱狀陣列具有奈米等級的柱狀結構，用以作為尖端放電可大幅增加放電離子數量。至於柱狀陣列的氧化鋅(ZnO)製備方式已可見諸於文獻中，有水熱法、濺鍍法、低壓氣相沈積法等等，在此不予贅述。不過，氧化鋅(ZnO)在大氣環境下放電時，強烈的放電效應會導致柱狀陣列的氧化鋅(ZnO)形成放電腐蝕效果，導致柱狀結構遭到破壞，放電效應因而會減弱甚至停止。

為此，本案再將氧化石墨烯（GO）塗佈在氧化鋅(ZnO)表面完成包覆。再對該氧化石墨烯進行還原製程後，還原為石墨烯保護層。較佳者，把氧化石墨烯透過浸泡或噴塗的方式，自組生成於奈米柱狀氧化鋅(ZnO)表面，然後經過高溫（100~450攝氏度)的還原反應，將可於氧化鋅(ZnO)的表面上還原出0.1%至10%的石墨烯，其厚度範圍大約為1層至20層。更由於石墨烯具有高導電率，可以將外部導入的高壓電源均勻分佈於奈米柱狀結構表面，避免不均勻放電狀態的產生。再者，柱狀氧化鋅(ZnO)由石墨烯包覆後，也可以防止空氣中的水分子與奈米柱狀氧化鋅(ZnO)經由高壓放電過程之電腐蝕反應。另外，要完成表面具有奈米柱狀結構的電極，材料並不限於氧化鋅(ZnO)，也可將矽、銀等材料進行蝕刻，進而形成矽奈米柱、銀奈米線等等表面構造，用以提高放電效率。

最後請參見圖8，其係將本案所提出之靜電集塵器與光觸媒模組應用於空氣淨化器之殼體中的配置示意圖，該空氣淨化器的殼體80，其間有待處理氣體沿送風路徑800移動，而上述技術手段所完成的光觸媒模組81，設於該殼體80中的該送風路徑800上，該光觸媒模組81包含有上述實施例所描述的點狀紫外光源光觸媒網裝置，其細節不再贅述。至於靜電集塵器82也是設於該殼體80中的該送風路徑800上，靜電集塵器82包含有第一電極裝置821與第二電極裝置822，該第一電極裝置821與該第二電極裝置822表面上皆佈有石墨烯（例如厚度範圍為1至20原子層之堆疊狀石墨烯），而且該第二電極裝置822與該第一電極裝置821具有不同的電性而於兩者之間形成電場。同樣的，靜電集塵器82的相關細節可參考上述實施例之描述，故不再贅述。但這些設計讓本案裝置具有良好的光觸媒反應效率、靜電除塵濾網的易清潔性以及靜電除塵器中放電電極的耐用度以及放電效率的增加，進而有效改善習知技術的缺失。

在本申請所提供的幾個實施例中，應可理解到，其所揭露的裝置可以通過其它的方式實現。例如，以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，例如，所述單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現時可以有另外的劃分方式，例如多個單元或元件可以結合或者可以集成到另一個系統，或一些特徵可以忽略，或不執行。另一點，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些介面，裝置或單元的間接耦合或通信連接，可以是電性，機械或其它的形式。最後應說明的是：以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和範圍。

11‧‧‧光源裝置

110‧‧‧支架

111‧‧‧紫外光發光二極體光源

12‧‧‧光觸媒網裝置

120‧‧‧底座

121‧‧‧外凸立體曲面

13‧‧‧虛線箭頭

32‧‧‧光觸媒網裝置

321‧‧‧外凸立體曲面

33‧‧‧虛線箭頭

39‧‧‧光源反射腔體

60‧‧‧角度

71、73‧‧‧濾網載體

72、74‧‧‧放電裝置

80‧‧‧殼體

800‧‧‧送風路徑

81‧‧‧光觸媒模組

82‧‧‧靜電集塵器

821‧‧‧第一電極裝置

822‧‧‧第二電極裝置

圖1，其係本案為改善習用缺失所發展出來的光觸媒模組結構組裝示意圖。
圖2，其係光源強度分佈隨空間角度變化的示意圖。
圖3a、3b，其係本案為改善習用缺失所發展出來的光觸媒模組結構之另一實施例的組裝示意圖。
圖4，其係本案為改善習用缺失所發展出來的外凸立體曲面結構形成方法流程圖。
圖5，其係表示出對應出光角度及距離長度百分比來分別繪製出來的兩條等強度曲線示意圖，其中兩條等強度曲線不重合的原因是該光源為非對稱性發光光源。
圖6a-6c的內容，其係本案所發展出來的光觸媒模組結構組裝示意圖。
圖7a-7b，其中本案為改善習用缺失所發展出來的石墨烯濾網構造示意圖。
圖8，其係將本案所提出之靜電集塵器與光觸媒模組應用於空氣淨化器之殼體中的配置示意圖。

Claims (16)

1. 一種空氣淨化器，其包含：
   一殼體，其間有一待處理氣體沿一送風路徑移動；
   一光觸媒模組，設於該殼體中的該送風路徑上，該光觸媒模組包含有至少一點狀紫外光源以及一光觸媒網裝置，該光觸媒網裝置包含有至少一立體曲面結構，該立體曲面結構設置於該點狀紫外光源之發光路徑上，而且該立體曲面結構沿該點狀紫外光源之一等光強度曲面延伸；以及
   一靜電集塵器，設於該殼體中的該送風路徑上，其包含一第一電極裝置與一第二電極裝置，該第一電極裝置與該第二電極裝置表面上皆佈有石墨烯，而且該第二電極裝置與該第一電極裝置具有不同的電性而於兩者之間形成電場。
2. 根據申請專利範圍第1項所述之空氣淨化器，其中該點狀紫外光源為一紫外光發光二極體光源，該立體曲面結構為一外凸立體曲面結構，該等外凸立體曲面結構對應該紫外光發光二極體光源而設置並沿該外凸立體曲面結構之一等光強度曲面延伸，該外凸立體曲面結構表面設有孔洞且包含有二氧化鈦材料。
3. 根據申請專利範圍第1項所述之空氣淨化器，其中該第一電極裝置包含有一金屬濾網載體，該金屬濾網載體表面形成厚度範圍為1至20原子層之堆疊狀石墨烯。
4. 根據申請專利範圍第1項所述之空氣淨化器中，其中該第二電極裝置中包含一放電電極結構，其表面製作出一柱狀陣列，該柱狀陣列表面佈有厚度範圍為1至20原子層之堆疊狀石墨烯。
5. 一種光觸媒模組，應用於一空氣淨化器中，其包含：
   一光源裝置，其包含有至少一點狀紫外光源；以及
   一光觸媒網裝置，其包含有至少一立體曲面結構，該立體曲面結構設置於該點狀紫外光源之發光路徑上，而且該立體曲面結構沿該點狀紫外光源之一等光強度曲面延伸。
6. 根據申請專利範圍第5項所述之光觸媒模組，其中該光源裝置包含：
   一支架；以及
   複數個紫外光發光二極體光源，該等紫外光發光二極體光源設置於該支架之一表面。
7. 根據申請專利範圍第6項所述之光觸媒模組，其中該光觸媒網裝置包含有複數個外凸立體曲面結構，該等立體曲面結構設置於該等紫外光發光二極體光源之發光路徑上，而且該等外凸立體曲面結構分別對應該等紫外光發光二極體光源並沿該等外凸立體曲面結構之一等光強度曲面延伸。
8. 根據申請專利範圍第5項所述之光觸媒模組，其中該光觸媒網裝置的立體曲面結構表面設有孔洞且包含有二氧化鈦材料。
9. 一種靜電集塵器製造方法，該靜電集塵器應用於一空氣淨化器中，該方法包含下列步驟：
   提供一第一電極裝置，該第一電極裝置包含有一濾網載體；
   於該濾網載體表面上佈上石墨烯；以及
   於該第一電極裝置之一側提供一第二電極裝置，其與該第一電極裝置具有不同的電性而於兩者之間形成電場。
10. 根據申請專利範圍第9項所述之靜電集塵器製造方法，其中該濾網載體為一金屬濾網載體，而佈上石墨烯之方法包含下列步驟：
    於該金屬濾網載體表面上佈上氧化石墨烯溶液；
    對該氧化石墨烯溶液進行加熱，用以將溶液中的氧化石墨烯還原成為石墨烯。
11. 根據申請專利範圍第10項所述之靜電集塵器製造方法，其中佈上氧化石墨烯溶液之方法為以浸泡或噴塗方式將濃度範圍在0.1%至5%的氧化石墨烯溶液附著於該金屬濾網載體表面，然後再以大於150攝氏度的高溫還原烘烤製程，而在該金屬濾網載體表面形成厚度範圍為1至20原子層之堆疊狀石墨烯。
12. 根據申請專利範圍第9項所述之靜電集塵器製造方法，其中更包含下列步驟：
    於該第二電極裝置中之一放電電極結構表面製作出一柱狀陣列；以及
    於該柱狀陣列表面佈上石墨烯。
13. 根據申請專利範圍第12項所述之靜電集塵器製造方法，其中佈上石墨烯之方法包含下列步驟：
    同時於該濾網載體與該柱狀陣列表面佈上氧化石墨烯溶液；以及
    對該氧化石墨烯溶液以大於150攝氏度的反應溫度來進行加熱，用以將溶液中的氧化石墨烯還原成為石墨烯。
14. 一種靜電集塵器製造方法，該靜電集塵器應用於一空氣淨化器中，該方法包含下列步驟：
    提供一第一電極裝置，該第一電極裝置包含有一濾網載體；
    提供一第二電極裝置，其與該第一電極裝置具有不同的電性而於兩者之間形成電場；
    於該第二電極裝置中之一放電電極結構表面製作出一柱狀陣列；以及
    於該柱狀陣列表面佈上石墨烯。
15. 根據申請專利範圍第14項所述之靜電集塵器製造方法，其中佈上石墨烯之方法包含下列步驟：
    於該柱狀陣列表面佈上氧化石墨烯溶液；以及
    對該氧化石墨烯溶液進行加熱，用以將溶液中的氧化石墨烯還原成為石墨烯。
16. 根據申請專利範圍第15項所述之靜電集塵器製造方法，其中佈上氧化石墨烯溶液之方法是以浸泡或噴塗方式將氧化石墨烯溶液附著於該柱狀陣列表面，然後還原成為石墨烯之方法是以大於100至450攝氏度的高溫還原烘烤製程，在該柱狀陣列表面形成厚度範圍為1至20原子層之堆疊狀石墨烯。