CN1212494C - 一种室内空气的净化方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种室内空气净化的方法及装置，旨在提供一种催化效率高、催化活性好，净化效果好的光催化室内空气净化的方法和装置，本发明方法包含如下内容：在气流通道前部首先用除尘装置去除空气中的微尘，然后用活性炭过滤去除空气中的异味、用紫外线灯杀灭病菌病毒，同时利用紫外线灯作为激发光源，用纳米TiO₂光催化方法杀灭空气中的细菌、病毒，降解低浓度化学污染物，使其无害化；其特征在于：所述用光催化方法净化空气的技术手段是：在气流通道上设置立体式网状结构的泡沫陶瓷，泡沫陶瓷上固载有纳米TiO₂光催化剂，所述的紫外线灯设置在泡沫陶瓷侧部。

Description

一种室内空气的净化方法及装置

技术领域

本发明属一种室内空气的净化方法及采用该方法的室内空气净化装置。

背景技术

由于大气污染的加剧、室内装潢和空调器使用的普及而造成的室内空气污染情况目前越来越引起人们的重视，室内空气净化器就是用来改善和提高室内空气质量的装置。目前国内外使用的空气净化装置主要有单纯机械过滤式、静电式、化学(或物理)吸附式、负离子式、紫外线杀菌式和光催化式等几种，前两种形式的净化器已被逐渐淘汰，吸附式净化器存在吸附材料易饱和的问题，负离子式一般认为只有消除烟尘的物理作用，对细菌病毒及化学污染物则无能为力，紫外线杀菌式对有害气体气味等有机物无能为力。近年来，光催化技术被认为是很有发展前途的室内空气净化技术，它可将有害气体、气味及细菌病毒等通过光催化氧化的方法而彻底去除，但其作为一种单元操作过程，还存在一定的局限性和不足，如催化剂微孔易被堵塞、催化效率较低、催化活性易劣化等。现在有研究者将光催化氧化技术与活性碳纤维吸附技术集成用于空气净化的，期望实现净化材料的原位再生，提高催化效率，但由于紫外光很难照射到固定于活性碳纤维的光催化剂表面，起不到光催化作用，所以难以达到净化材料原位再生的目的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种催化效率高、催化活性好，净化效果好的采用光催化技术的室内空气的净化方法及采用该方法的室内空气净化装置。

解决上述问题的技术方案是：本发明方法包含如下内容：

1、在气流通道前部首先用除尘装置去除空气中的微尘；

2、用活性碳去除空气中的异味；

3、用紫外线灯杀灭病菌病毒，同时利用紫外线灯作激发光源，用纳米TiO2光催化方法杀灭空气中的细菌、病毒，降解低浓度化学污染物，使其无害化；

其特征在于：所述用纳米光催化方法净化空气的技术手段是：在气流通道上设置立体式网状结构的泡沫陶瓷，泡沫陶瓷上固载有纳米TiO2光催化剂，所述的紫外线灯设置在泡沫陶瓷侧部。

上述过程除尘为第一步，其余过程的顺序可以互换，优选方案是对经过除尘的空气先进行活性碳除味，再进行光催化净化。

本发明空气净化装置的结构为(参见实施例图)：在壳体(8)内设有以风机(7)为动力源的气流通道，气流通道前部设有除尘装置(1，2，3)，除尘装置后部的气流通道里设有活性碳过滤装置(4)和光催化净化区，其特征在于：所述光催化净化区里设有固载有纳米TiO2光催化剂的立体式网状结构的泡沫陶瓷(6)，泡沫陶瓷侧部设有紫外线灯(5)。

本发明方法及装置的工作过程是：流动空气先经过除尘装置去除空气中的微尘，去除了微尘的空气在经过活性碳过滤装置时可去除空气中的烟味、霉味、油烟等异味，流过立体式网状结构的泡沫陶瓷时，一方面被设置在泡沫陶瓷侧部的紫外线灯杀灭病菌病毒，一方面被进行纳米光催化净化：紫外线灯照射到泡沫陶瓷上固载的光催化剂表面，可激活光催化纳米粒子，产生具有极强氧化能力的自由基活性物质，广谱杀灭病毒病菌并能将空气中的有害污染物氧化，分解成二氧化碳、水等无毒无味的物质。

本发明集多种空气净化方法于一体，在用紫外线灯消毒时，同时利用其作激发光源对空气进行纳米光催化净化，并采用立体式网状结构的泡沫陶瓷作为纳米光催化剂的载体，泡沫陶瓷具有孔隙率大、孔径大、风阻小、比表面积大的特点，使紫外光易于照射到固载于其上的光催化剂表面，并能大大延长载体气流通道的长度和污染物与纳米光催化剂的接触时间，增强光催化效率，延长催化剂的有效寿命，提高降解化学污染物、广谱杀菌消毒及除臭的效率。而且泡沫陶瓷表面粗糙，光催化剂纳米粒子在其上附着力强，从而可使光催化剂在较低温度下稳定固载于立体式网状结构的泡沫陶瓷上，提高了催化剂的活性，因此本发明能取得很好的空气净化效果。

附图说明

图1、本发明方法方法实施例流程示意图

图2、本发明装置实施例拆分状态结构示意图

图3、本发明装置实施例组装状态剖面结构示意图

1-粗效微尘过滤网  2-中效微尘过滤网  3-高效微尘过滤网  4-活性碳过滤网

5-紫外线灯  6-泡沫陶瓷  7-风机  8-壳体  9-后盖  10-电机

具体实施方案

本发明方法实施例(图1)

本例设有以风机7为动力源的气流通道，从气流通道前部入口至后部出口方向依次设有除尘区A、活性碳过滤区B、光催化净化区C；

在除尘区A从前至后依次设有粗效微尘过滤网1、中效微尘过滤网2、高效微尘过滤网3；

粗效微尘过滤网：为一般的尼龙过滤网，过滤精度为5～10μm，主要过滤大颗粒尘埃，以延长高效过滤网的使用寿命；

中效微尘过滤网：为静电纤维过滤网，过滤精度0.5～1μm；

高效微尘过滤网：为对0.3μm尘埃过滤效率大于99.9％的酶杀菌HEPA，用于过滤小颗粒尘埃、花粉、烟粒等。

活性碳过滤区B内设有活性碳过滤网，用以去除烟味、霉味及油烟味等异味。

在光催化净化区C内设有用氧化铝制成的立体式网状结构的泡沫陶瓷6，泡沫陶瓷上固载有TiO2光催化纳米粒子，紫外线灯5设置在泡沫陶瓷前侧，紫外线灯是用含2‰二氧化锆的高纯石英材质制成，能输出特征波长为200nm～400nm的高强度紫外线。

上述泡沫陶瓷6还可采用二氧化硅、碳化硅或氧化锆等无机材料发泡制成。

本例将TiO2光催化纳米粒子固定于泡沫陶瓷的方法是：先用超声波方法将高活性TiO2纳米光催化剂稳定分散于水溶液中，然后将该分散液喷射于泡沫陶瓷表面，即可使纳米光催化剂在室温～400℃的较低温度下以较高的活性稳定固载于泡沫陶瓷立体式网状表面，。

本例设置的三级除尘网不仅可以高效除尘，而且其中的酶杀菌HEPA还具有抗菌灭菌功能，以防止滤网成为细菌病毒繁殖的温床。

本例将活性碳过滤区设置在光催化净化区之前，有利于保护纳米光催化剂，延长其使用寿命，防止其性能过早劣化。

本发明装置实施例(图2图3)

本例是用上述实施例方法制成的装置：在壳体8内设有以风机7为动力源的气流通道，从气流通道入口始，依次设有粗效微尘过滤网1、中效微尘过滤网2、高效微尘过滤网3、活性碳过滤网4、风机7，风机7以后设置光催化净化区的气流通道与前部设置除尘装置的气流通道呈90度角，在后部的气流通道里依次设有紫外线灯5、固载有TiO2光催化纳米粒子的立体式网状结构的泡沫陶瓷6，风机7的叶轮装在紧随活性碳过滤网4之后的部位，带动叶轮的电机10装在后盖9上，气流通道从风机7叶轮之后即向上拐90度角，光催化净化区设置在向上拐90度的气流通道里。这种结构可防止紫外线直射微尘过滤网而造成的过滤网过早老化。

将紫外线灯设置在泡沫陶瓷的前侧和/或后侧能够使紫外线尽可能多地照射到泡沫陶瓷表面。

本装置在光催化试验温度为30℃、湿度55％的条件下进行检测，开机时空气中甲醛和二甲苯含量分别为95.29mg/m³和506.53mg/m³，开机三小时后分别降为2.36mg/m³和0.38mg/m³，净化效果显著。

Claims (6)

1、一种室内空气的净化方法，包含如下内容：

在气流通道前部首先用除尘装置去除空气中的微尘；

用活性碳去除空气中的异味；

用紫外线灯杀灭病菌病毒，同时利用紫外线灯作激发光源，用纳米TiO2光催化方法杀灭空气中的细菌、病毒，降解低浓度化学污染物，使其无害化；

其特征在于：所述用纳米光催化方法净化空气的技术手段是：在气流通道上设置立体式网状结构的泡沫陶瓷，泡沫陶瓷上固载有纳米TiO2光催化剂，所述的紫外线灯设置在泡沫陶瓷侧部。

2、根据权利要求1所述的室内空气的净化方法，其特征在于：对经过除尘的空气先进行活性碳除味，再进行光催化净化。

3、根据权利要求1或2所述的室内空气的净化方法，其特征在于：所述用除尘装置去除空气中的微尘是依次用过滤精度为5～10μm的粗效微尘过滤网、过滤精度为0.5～1μm的中效微尘过滤网、酶杀菌HEPA高效微尘过滤网对空气进行过滤。

4、一种室内空气的净化装置，在壳体(8)内设有以风机(7)为动力源的气流通道，气流通道前部设有除尘装置(1，2，3)，除尘装置后部的气流通道里设有活性碳过滤装置(4)和光催化净化区，其特征在于：所述光催化净化区里设有固载有纳米TiO2光催化剂的立体式网状结构的泡沫陶瓷(6)，泡沫陶瓷侧部设有紫外线灯(5)。

5、根据权利要求4所述的室内空气的净化装置，其特征在于：所述的除尘装置是：从气流通道入口始，依次设有过滤精度为5～10μm的粗效微尘过滤网(1)、过滤精度为0.5～1μm的中效微尘过滤网(2)、酶杀菌HEPA高效微尘过滤网(3)。

6、根据权利要求4或5所述的室内空气的净化装置，其特征在于：设置光催化净化区的气流通道与设置除尘装置的气流通道呈90度角。

Images