專利名稱：納米光催化空氣凈化噴霧技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種納米光催化空氣凈化噴霧技術(shù)，利用納米氧化鋅在自然光下，與空氣接觸，立即產(chǎn)生大量超氧負(fù)離子和羥基自由基等負(fù)離子，主要用于提高室內(nèi)空氣質(zhì)量，安全，健康。
背景技術(shù)：
目前在實(shí)際生活中，室內(nèi)環(huán)境普遍存在嚴(yán)重問題，汽車、室內(nèi)各種裝飾的板材、家具等都有可能存在甲醛、苯、甲苯、二甲苯等有害氣體，而且長(zhǎng)期存在，能夠引發(fā)多種疾病，對(duì)人體健康極為不利。為了凈化空氣，提高人們生活質(zhì)量和健康，在國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利公開中，2003年5月28日公開申請(qǐng)?zhí)枮?1134887.9，名稱為一種空氣凈化器的專利申請(qǐng)，公開號(hào)為CN1420317，其技術(shù)是包括室外機(jī)、冷卻媒體室內(nèi)機(jī)、氧氣發(fā)生裝置、冷媒管，該氧氣發(fā)生裝置是由設(shè)在所述室外機(jī)任意位置的氧氣發(fā)生器、設(shè)在室內(nèi)機(jī)的氧氣排放器、連接氧氣發(fā)生器和氧氣排放器的氧氣輸送管組成，該氧氣發(fā)生器由產(chǎn)生氧氣的機(jī)械部和保護(hù)機(jī)械部的外殼組成，該機(jī)械部又由空氣泵、與空氣泵并列連接，可選擇連接空氣管道的第一、第二切換閥、與第一、第二切換閥相連接，內(nèi)部設(shè)有吸附氮?dú)馕絼┑奈剿?、設(shè)在所述氧氣輸送管上的檢測(cè)閥、第一、第二輸送管以及第一、第二空氣輸送管組成。
經(jīng)過調(diào)查市場(chǎng)上還沒有光催化空氣凈化噴霧這一類的產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是研制一種納米光催化空氣凈化噴霧技術(shù)，就是利用在自然光下，納米氧化鋅與空氣接觸，就能立即產(chǎn)生大量超氧負(fù)離子和羥基自由基等負(fù)離子，快速全方位降解甲醛等有害氣體，迅速提高室內(nèi)空氣質(zhì)量，更好的提高室內(nèi)安全和人們的健康水平。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是納米光催化空氣凈化噴霧技術(shù)，其特征是將半導(dǎo)體材料納米粉體用機(jī)械噴霧的方法負(fù)載在吸附能力較強(qiáng)的載體上，或把納米粉體與吸附能力較強(qiáng)的載體混合；即在常溫常壓下，首先從先制備好的去離子儲(chǔ)水通過計(jì)量槽，計(jì)量抽取去離子水2000L，注入反應(yīng)釜中反應(yīng)，均勻攪拌，同時(shí)緩慢地加入15-25L三乙醇胺和0.35-0.55kg偏磷酸鈉，緩慢均勻攪拌約30-50分鐘，待完全溶解和去離子水充分溶和后，再調(diào)高反應(yīng)釜攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速到最大，轉(zhuǎn)速為120轉(zhuǎn)-240轉(zhuǎn)/分鐘，緩慢加入納米粉體1.5-2.5kg，三乙醇胺、偏磷酸鈉和納米粉體這些介質(zhì)在反應(yīng)釜內(nèi)高速攪拌下，保持3-5個(gè)小時(shí)，至此最終的產(chǎn)品為懸蝕液溶液為白色，待測(cè)待檢后，再用泵送入罐裝機(jī)，進(jìn)行罐液包裝入庫待銷。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案還包括所述的納米光催化空氣凈化噴霧技術(shù)，其納米粉體是指納米氧化鋅ZnO、納米氧化鈦TiO2、納米硫化鎘CdS、納米氧化鎢WO3、納米三氧化二鐵Fe2O3、納米硫酸鉛PbS、納米氧化錫SnO2、納米硫化鋅ZnS、納米鈦酸鍶SrTiO3或者納米氧化硅SiO2。
所述的納米光催化空氣凈化噴霧技術(shù)，其特征是偏磷酸鈉載體還可以用聚乙烯丁醚或十二胺替換。
所述的納米光催化空氣凈化噴霧技術(shù)，其特征是去離子水是指用反滲透水處理設(shè)備，外加陰陽樹脂混床制備好去離子水，技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國(guó)家實(shí)驗(yàn)室用水一級(jí)指標(biāo)，具體為a、在25℃下PH值范圍為無，b、在25℃下電導(dǎo)率us/cm≤0.1；c、可氧化物的限度試驗(yàn)無，d、吸光度為254nm，1cm光程≤0.001；e、二氧化硅mg/L≤0.02。
效果和優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明是具有寬廣光譜響應(yīng)的光催化空氣凈化噴霧技術(shù)。光催化是納米半導(dǎo)體獨(dú)特的性能之一。在光輻射下，納米半導(dǎo)體材料ZnO，發(fā)生光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的光子——電子——化學(xué)過程，促使有機(jī)物的合成，或使有機(jī)物降解的反應(yīng)。
整個(gè)工作原理是半導(dǎo)體光催化劑在入射光波長(zhǎng)等于吸收閾值λg時(shí)，吸收入射光的能量，使半導(dǎo)體價(jià)帶上的電子躍遷到導(dǎo)帶上去而在價(jià)帶上產(chǎn)生空穴。即在入射光激發(fā)下，半導(dǎo)體產(chǎn)生電子一空穴對(duì)。由于我們采用的納米半導(dǎo)體ZnO粉體的顆粒只有50nm，尺寸很小，其內(nèi)部產(chǎn)生的電子一空穴對(duì)很快運(yùn)動(dòng)到粒子表面。這些遷移到粒子表面的電子和空穴，發(fā)生氧化和還原反應(yīng)。
表面羥基自由基·OH是有機(jī)光催化反應(yīng)的主要氧化劑，對(duì)催化氧化起決定作用，因此，電子與氧的還原反應(yīng)不僅有助于穩(wěn)定空穴與氫氧根離子、水或有機(jī)物反應(yīng)，而且生成表面羥基自由基促進(jìn)了光催化氧化反應(yīng)的進(jìn)行。在氧化過程中，不僅發(fā)生空穴有強(qiáng)的氧化作用，光生電子也直接參與反應(yīng)。在光催化氧化空氣中的有害有機(jī)物(烷、醇、酮、醛、酸等)的過程中，光生電子通過與分子氧反應(yīng)形成超氧負(fù)離子。有機(jī)物被空穴或羥基氧化后，再與分子氧反應(yīng)形成有機(jī)過氧基，超氧負(fù)離子與有機(jī)過氧基反應(yīng)生成不穩(wěn)定的有機(jī)四氧基，在許多情況下，最終分解成CO2和H2O。通過上述反應(yīng)途徑，有更多的氧分子參與反應(yīng)，生成容易降解的四氧化物。這不僅加快了光催化反應(yīng)速率，而且減少了光降解反應(yīng)生成中間物的步驟，提高了光催化效率。納米光催化空氣凈化劑是利用納米氧化鋅的光催化效應(yīng)和較好的遮蔽紫外線特性，其遮蔽率約達(dá)到98％以上，同時(shí)具有抗菌抑菌作用，祛除異味和防腐的作用，使空氣質(zhì)量達(dá)到國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
2、本發(fā)明的產(chǎn)品主要使用在甲醛等有機(jī)污染物超標(biāo)的空間，如居室、辦公室、會(huì)議室、車間、醫(yī)院、衛(wèi)生間、車輛、輪船及各種公共場(chǎng)所等，具體操作是實(shí)施噴霧，即可達(dá)到凈化空氣的目的。噴霧量約為每平方米25毫升，噴霧落點(diǎn)有白色痕跡(可用溫毛巾擦掉)，如起光催化作用的納米氧化鋅，可噴在家具內(nèi)表面和白色墻面上。
3、納米光催化空氣凈化劑的技術(shù)指標(biāo)項(xiàng)目 指標(biāo)外觀 乳白色懸濁液氣味 無異味密度 0.9-1.2g/ml可見光響應(yīng)譜 500-800nm可見光利用率 420nm不小于50％
甲醛消除率每小時(shí)不低于30％四具體實(shí)施方式
將半導(dǎo)體材料納米粉體用機(jī)械噴霧的方法負(fù)載在吸附能力較強(qiáng)的載體上，或把納米粉體與吸附能力較強(qiáng)的載體混合。納米粉體是指納米氧化鋅ZnO、納米氧化鈦TiO2、納米硫化鎘CdS、納米氧化鎢WO3、納米三氧化二鐵Fe2O3、納米硫酸鉛PbS、納米氧化錫SnO2、納米硫化鋅ZnS、納米鈦酸鍶SrTiO3或者納米氧化硅SiO2等。載體是三乙醇胺和偏磷酸鈉組成的載體，其中偏磷酸鈉還可以用聚乙烯丁醚或十二胺替換，(三乙醇胺不可替換)。下面納米粉體以納米氧化鋅ZnO、載體以三乙醇胺和偏磷酸鈉為例分十一組說明在常溫常壓下，首先從先制備好的去離子儲(chǔ)水通過計(jì)量槽，計(jì)量抽取去離子水每份2000L共十一份，注入不同的反應(yīng)釜中反應(yīng)，分別均勻攪拌，同時(shí)分別緩慢地加入15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25L三乙醇胺和0.35、0.40、0.42、0.45、0.48、0.49、0.50、0.52、0.53、0.54、0.55kg偏磷酸鈉，緩慢均勻攪拌約30-50分鐘，待完全溶解和去離子水充分溶和后，再調(diào)高反應(yīng)釜攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速到最大，轉(zhuǎn)速為120轉(zhuǎn)-240轉(zhuǎn)/分鐘，再分別緩慢加入納米粉體氧化鋅ZnO十一份1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5kg，三乙醇胺、偏磷酸鈉和納米粉體這些介質(zhì)在反應(yīng)釜內(nèi)高速攪拌下，保持3-5個(gè)小時(shí)，至此最終的產(chǎn)品為懸蝕液溶液為白色，待測(cè)待檢后，再用泵送入罐裝機(jī)，進(jìn)行罐液包裝，每200毫升為一瓶，24瓶為一箱，經(jīng)過檢驗(yàn)合格后入庫待銷。
去離子儲(chǔ)水是用的自己制備好的去離子水，去離子水是指用反滲透水處理設(shè)備，外加陰陽樹脂混床制備好去離子水，技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國(guó)家實(shí)驗(yàn)室用水一級(jí)指標(biāo)，具體為a、在25℃下PH值范圍為無，b、在25℃下電導(dǎo)率us/cm≤0.1，c、可氧化物的限度試驗(yàn)無，d、吸光度為254nm，1cm光程≤0.001，e、二氧化硅mg/L≤0.02。在上述工藝中，通過計(jì)量槽，計(jì)量抽取去離子水2000升(L)，注入反應(yīng)釜中，是在常溫下反應(yīng)的，不需外界的加熱或冷卻，在常溫度下均勻攪拌，同時(shí)緩慢地加入15-25升(L)三乙醇胺(三乙醇胺目前用的是分析純的，含量不小于98％，不用稀釋。)和0.35-0.55公斤(kg)偏磷酸鈉(目前實(shí)驗(yàn)室是用的化學(xué)純的磷酸鈉，含量不小于97％)，緩慢均勻攪拌約30-50分鐘，待此完全溶解和去離子水充分溶和，然后再調(diào)高攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速到最大，轉(zhuǎn)速為120轉(zhuǎn)-180轉(zhuǎn)/分鐘，緩慢加入納米氧化鋅1.5-2.5kg，在高速攪拌下，保持3-5個(gè)小時(shí)，至此，產(chǎn)品(最終的產(chǎn)品ZnO溶液為白色，均勻的懸蝕液，但放置一段時(shí)間后，發(fā)生明顯的分層，此時(shí)需外界的搖動(dòng)或攪拌使其又成為白色，均勻的懸蝕液)已制備完成待測(cè)待檢，然后用泵送入罐裝機(jī)，進(jìn)行罐液包裝。成份主要成份納米氧化鋅，無味，無毒，鋅是人體必需微量元素。
使用在甲醛等有機(jī)污染物超標(biāo)的空間(居室、辦公室、會(huì)議室、車間、醫(yī)院、衛(wèi)生間、車輛、輪船及各種公共場(chǎng)所等)實(shí)施噴霧，即可達(dá)到凈化空氣的目的。噴霧量約為每平方米25毫升，噴霧落點(diǎn)有白色痕跡，就是起光催化作用的納米氧化鋅，可噴在家具內(nèi)表面和白色墻面上。
權(quán)利要求
1.納米光催化空氣凈化噴霧技術(shù)，其特征是將半導(dǎo)體材料納米粉體用機(jī)械噴霧的方法負(fù)載在吸附能力較強(qiáng)的載體上，或把納米粉體與吸附能力較強(qiáng)的載體混合；即在常溫常壓下，首先從先制備好的去離子儲(chǔ)水通過計(jì)量槽，計(jì)量抽取去離子水2000L，注入反應(yīng)釜中反應(yīng)，均勻攪拌，同時(shí)緩慢地加入15-25L三乙醇胺和0.35-0.55kg偏磷酸鈉，緩慢均勻攪拌約30-50分鐘，待完全溶解和去離子水充分溶和后，再調(diào)高反應(yīng)釜攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速到最大，轉(zhuǎn)速為120轉(zhuǎn)-240轉(zhuǎn)/分鐘，緩慢加入納米粉體1.5-2.5kg，三乙醇胺、偏磷酸鈉和納米粉體這些介質(zhì)在反應(yīng)釜內(nèi)高速攪拌下，保持3-5個(gè)小時(shí)，至此最終的產(chǎn)品為懸蝕液溶液為白色，待測(cè)待檢后，再用泵送入罐裝機(jī)，進(jìn)行罐液包裝入庫待銷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米光催化空氣凈化噴霧技術(shù)，其納米粉體是指納米氧化鋅ZnO、納米氧化鈦TiO2、納米硫化鎘CdS、納米氧化鎢WO3、納米三氧化二鐵Fe2O3、納米硫酸鉛PbS、納米氧化錫SnO2、納米硫化鋅ZnS、納米鈦酸鍶SrTiO3或者納米氧化硅SiO2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米光催化空氣凈化噴霧技術(shù)，其特征是偏磷酸鈉載體還可以用聚乙烯丁醚或十二胺替換。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米光催化空氣凈化噴霧技術(shù)，其特征是去離子水是指用反滲透水處理設(shè)備，外加陰陽樹脂混床制備好去離子水，技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國(guó)家實(shí)驗(yàn)室用水一級(jí)指標(biāo)，具體為a、在25℃下PH值范圍為無，b、在25℃下電導(dǎo)率us/cm≤0.1；c、可氧化物的限度試驗(yàn)無，d、吸光度為254nm，1cm光程≤0.001；e、二氧化硅mg/L≤0.02。
全文摘要
本發(fā)明涉及納米光催化空氣凈化噴霧技術(shù)。目前室內(nèi)、汽車內(nèi)等環(huán)境普遍存在嚴(yán)重問題，都有可能長(zhǎng)期存在甲醛、苯、甲苯、二甲苯等有害氣體，對(duì)人體健康極為不利。本發(fā)明的目的是研制納米光催化空氣凈化噴霧技術(shù)。本發(fā)明的技術(shù)解決方案計(jì)量抽取去離子水，注入反應(yīng)釜中反應(yīng)，同時(shí)加入三乙醇胺和偏磷酸鈉，攪拌溶解，調(diào)高反應(yīng)釜攪拌轉(zhuǎn)速到最大，加入納米粉體，攪拌保持3－5個(gè)小時(shí)，得到懸蝕液溶液為白色。用途是在自然光下，利用納米氧化鋅與空氣接觸，產(chǎn)生大量超氧負(fù)離子和羥基自由基等負(fù)離子，快速全方位降解甲醛等有害氣體，迅速提高室內(nèi)空氣質(zhì)量，更好地提高室內(nèi)安全和人們的健康水平。
文檔編號(hào)F24F3/16GK101053767SQ200710017279
公開日2007年10月17日 申請(qǐng)日期2007年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月24日
發(fā)明者郭水虎 申請(qǐng)人:陜西太和科技股份有限公司