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      一種光催化氧化室內(nèi)空氣凈化裝置的制作方法

      文檔序號:5016511閱讀:172來源:國知局
      專利名稱:一種光催化氧化室內(nèi)空氣凈化裝置的制作方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本發(fā)明涉及一種光催化氧化室內(nèi)空氣凈化裝置。
      背景技術(shù)
      空氣是人類生存、發(fā)展的必備條件。人的一生中有2/3以上的時間,是在室內(nèi)度過的。室內(nèi)空氣的質(zhì)量,直接關(guān)系到人的身體健康和生命安全。近幾年來,室內(nèi)空氣被指為是傳播病毒的主要途徑,室內(nèi)環(huán)境污染被世界環(huán)保專家列入人類“十大殺手”黑名單。單純使用傳統(tǒng)空氣凈化產(chǎn)品如活性碳、空氣清新劑、甲醛清除劑、紫外線(燈)、氧負離子、臭氧都無法達到真正凈化空氣的目的。利用光催化氧化技術(shù)凈化空氣的商業(yè)應(yīng)用,在國內(nèi)應(yīng)運而生。中國專利03226080.6公開的室內(nèi)空氣凈化裝置,設(shè)有氣流通道、三級除塵裝置、活性碳過濾裝置、用納米二氧化鈦作光催化劑泡沫陶瓷為固體載體,其缺點是光催化劑的活性和處理工藝欠佳,裝置結(jié)構(gòu)不夠合理。
      發(fā)明的內(nèi)容本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有室內(nèi)空氣凈化機存在光催化劑的活性和處理工藝欠佳,裝置結(jié)構(gòu)不夠合理的缺點,提供一種結(jié)構(gòu)合理、光催化氧化劑的活性優(yōu)良的光催化氧化室內(nèi)空氣凈化機。
      為達到上述目的,本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案一種光催化氧化室內(nèi)空氣凈化裝置,由機殼、以風(fēng)機為動力源的空氣導(dǎo)流裝置、初級過濾除塵裝置、光催化氧化處理裝置、電路板、控制面板組成;其特征是初級過濾除塵裝置由過濾精度為1-5μm初級過濾網(wǎng)、過濾精度為0.5的中高效微塵過濾網(wǎng)和活性炭過濾網(wǎng)組成;空氣導(dǎo)流裝置由進風(fēng)門、出風(fēng)門、出風(fēng)斗、風(fēng)機、出風(fēng)擋板驅(qū)動裝置和機殼組成,出風(fēng)斗和風(fēng)機設(shè)置在光催化氧化處理裝置之前,空氣經(jīng)出風(fēng)斗和風(fēng)機進入光催化氧化處理裝置;光催化氧化處理裝置由1-5個光催化反應(yīng)單元構(gòu)成;每個光催化反應(yīng)單元由泡沫陶瓷、泡沫金屬或以預(yù)先復(fù)合上一層多孔無機介質(zhì)和采用金屬或塑料作邊框的泡沫塑料為載體,以中國專利200410026456.1的二氧化鈦光觸媒復(fù)合溶液作光催化劑(觸媒),孔徑為0.5-4mm,厚度為5-20mm的蜂窩狀光觸媒濾網(wǎng)和紫外燈組成,光觸媒濾網(wǎng)在紫外燈的二側(cè),紫外燈為1-5個,光觸媒濾網(wǎng)與紫外燈的距離為0.5-20cm;光催化劑以浸漬、涂復(fù)或噴涂方式附著在載體上,浸漬、涂復(fù)或噴涂的次數(shù)為1-10次,然后在20-180℃干燥20-180min;裝置內(nèi)設(shè)有負離子發(fā)生裝置。
      所述出風(fēng)斗和風(fēng)機可以設(shè)置在光催化氧化處理裝置之后,空氣經(jīng)光催化氧化處理之后再經(jīng)出風(fēng)斗和風(fēng)機排出。
      所述中國專利200410026456.1的二氧化鈦光觸媒復(fù)合溶液的制備方法包括下列步驟A.二氧化鈦光觸媒溶液的調(diào)制a.將含鈦水溶液經(jīng)離子交換后,加入堿溶液形成含有氫氧化鈦的膠體溶液;b.在(a)所得的膠體溶液中加入有機酸,形成均一溶液;有機酸與膠體溶液中的氫氧化鈦的摩爾比為0.1-0.2∶1;上述的有機酸為酒石酸、蘋果酸、乳酸、檸檬酸、乙醇酸、苦杏仁酸、酪酸、炭酸、甲酸、乙酸、順丁烯二酸、硼酸、富馬酸或丙酸;c.從(b)形成的均一溶液中分離出氫氧化鈦固體,用去離子水洗至水層的電導(dǎo)率不超過10μS·℃M-2;d.將(c)中洗好的氫氧化鈦固體分散在去離子水中,加入過氧化氫溶液,氫氧化鈦固體與過氧化氫摩爾比為1∶0.5-1.5,加熱至90-150℃,4-120小時后,冷卻至5-20℃,得到帶有絡(luò)合基的銳鈦型二氧化鈦光觸媒水溶液,溶液的PH值為6.5-7.0,粒徑不超過50nm;上述的過氧化氫的重量百分濃度為5-60%;B.含有電氣石粉的金屬氧化物混合粉末的調(diào)制a.氧化鈣70-90重量%,氧化鋁3-15重量%,氧化鎂2-6重量%,以及電氣石粉4-10重量%,按配比混合形成均一體系的混合粉末;b.將(a)中得到的混合粉末在600-700℃的溫度下保溫?zé)Y(jié)2-3小時;c.將(b)中得到的經(jīng)過加工燒結(jié)過的含有電氣石粉的金屬氧化物混合粉末用粉碎機粉碎,使粉末的粒子天才達到10μm以下;將(A)調(diào)制的二氧化鈦光觸媒溶液與(B)制得的含有電氣石粉的金屬氧化物粉末混合,制成發(fā)生負離子的二氧化鈦光觸媒復(fù)合溶液;添入含有電氣石粉的金屬氧化物粉末的量占二氧化鈦光觸媒復(fù)合溶液的2%-10%。
      所述中國專利200410026456.1的二氧化鈦光觸媒復(fù)合溶液的制備方法,在于A.步驟中所調(diào)制得到的二氧化鈦光觸媒溶液中還可以加入各相當(dāng)于氫氧化鈦質(zhì)量的千分一到萬分之一的表面活性劑和增粘劑;表面活性劑為羧酸鹽、硫酸酯、磷酸鹽或聚合乙二醇類或多價醇類表面活性劑;所采用的增粘劑為羧甲基纖維素、乙基纖維素、蒙脫石、甲基纖維素或丙烯酸類增粘劑。
      所述紫外燈優(yōu)選C波段紫外燈。
      所述光催化濾網(wǎng)與紫外燈的距離優(yōu)選1.0-10cm。
      所述光催化反應(yīng)單元的紫外燈優(yōu)選2-3個。
      所述光催化濾網(wǎng)中的載體優(yōu)選預(yù)先復(fù)合上一層多孔無機介質(zhì)的泡沫塑料聚氨酯或聚酯。
      所述光催化濾網(wǎng)中的載體泡沫塑料預(yù)先復(fù)合的多孔無機介質(zhì)為硅藻土、粘土、天然沸石、分子篩、SiO2、磷灰石或類似多孔無機物。(載體泡沫塑料可先涂一層膠,再涂或撒上多孔無機介質(zhì)粉末而制得)。光觸媒附著在多孔無機介質(zhì)上后具有更大的表面積,光催化反應(yīng)效率更高。
      所述出風(fēng)門加裝塑料過濾布。
      所述室內(nèi)空氣凈化裝置底部設(shè)有滾輪。
      本裝置的凈化流程設(shè)計為,空氣從進風(fēng)門吸入,經(jīng)初級過濾除塵裝置與光催化氧化處理裝置凈化處理后,再經(jīng)活性碳布過濾從出風(fēng)門送出。
      本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果在于由于光催化劑采用(自主研發(fā)的)中國專利200410026456.1發(fā)生負離子的二氧化鈦光觸媒復(fù)合溶液和特殊的處理工藝,結(jié)構(gòu)合理,當(dāng)空氣吸入裝置時,空氣中的灰塵先經(jīng)初級過濾除塵裝置多重濾網(wǎng)過濾;在經(jīng)過光催化氧化處理裝置時,紫外線(燈)照射的光催化濾網(wǎng),發(fā)生很強的光催化氧化作用,空氣中的有毒有機物被無選擇性地徹底氧化分解,細菌也同時被殺死,對空氣的凈化和滅菌的處理效果特別好。裝置內(nèi)設(shè)有負離子發(fā)生裝置,使空氣更加清新。


      圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理(剖視)圖。
      圖2是本發(fā)明的外殼前視圖。
      圖3是風(fēng)機置于光催化氧化處理裝置后方(上方)時的結(jié)構(gòu)示意圖。
      1-機殼 2-進風(fēng)門 3-控制面板 4-出風(fēng)門 5-滾輪 6-初級過濾網(wǎng) 7高效過濾網(wǎng) 8-活性炭過濾網(wǎng) 9-出風(fēng)擋板驅(qū)動裝置 11-電路板 12-負離子發(fā)生裝置13-光催化過濾網(wǎng) 14-紫外燈 15-出風(fēng)斗 16-風(fēng)機 17-腳墊具體的實施方式下面結(jié)合附圖和實施例進一步說明本發(fā)明,但不構(gòu)成對本發(fā)明的任何限制。
      實施例1圖1、圖2所示的光催化氧化室內(nèi)空氣凈化裝置為直立箱體式結(jié)構(gòu),由機殼1、以風(fēng)機16為動力源的空氣導(dǎo)流裝置,由過濾精度為1-10μm初級微塵過濾網(wǎng)6、過濾精度為0.5-1μm的中級微塵過濾網(wǎng)7、活性炭過濾網(wǎng)8組成的初級過濾除塵裝置,光催化氧化處理裝置、電路板11、控制面板3組成;空氣導(dǎo)流裝置由進風(fēng)門2、出風(fēng)門4、出風(fēng)斗15、貫流風(fēng)機16、出風(fēng)擋板驅(qū)動裝置9和機殼1組成,空氣經(jīng)出風(fēng)斗15和貫流風(fēng)機16進入光催化氧化處理裝置;光催化氧化處理裝置由兩個光催化反應(yīng)單元組成,光觸媒濾網(wǎng)厚度為10mm,C波段紫外燈與光觸媒濾網(wǎng)的距離為2cm,光觸媒濾網(wǎng)以孔徑為0.5-4mm的蜂窩狀聚氨酯與天然沸石復(fù)合材料為載體,固定在空氣導(dǎo)流裝置內(nèi);光觸媒采用發(fā)生負離子的二氧化鈦光觸媒復(fù)合溶液,制備方法如下;(一)產(chǎn)品制造原料液的配制(1)將重量百分比濃度50%的四氯化鈦溶液用去離子水稀釋60倍,隨后用離子膜處理,轉(zhuǎn)變?yōu)槁然踱佀芤海?2)將重量百分比濃度25%的氨水用去離子水稀釋10倍,將其與(1)中所得的溶液以體積比1∶6混合,發(fā)生中和反應(yīng)(3)中和反應(yīng)后,將溶液的PH值調(diào)至6.8,放置30分鐘后用離心機除去上層的水分,留下的Ti(OH)4沉淀繼續(xù)用去離子水清洗,直至上層液的電導(dǎo)率為10μS·CM-2為止,停止清洗。
      (二)將(一)中得到洗凈過的氫氧化鈦沉淀溶解于去離子水后,用作為安定劑的蘋果酸處理,加入的量為氫氧化鈦量的1/8(摩爾比)。蘋果酸加入后,溶液的PH值呈酸性,用堿性物質(zhì)將PH值調(diào)至7左右。
      (三)用30%的過氧化氫處理(二)中得到的溶液,過氧化氫的加入量為氫氧化鈦量的1.5倍(摩爾比),過氧化氫加入后,靜止24小時,待反應(yīng)完及過剩的過氧化氫徹底分解后,將此溶液加熱至100℃,加熱時間為6小時,冷卻,得到白色的銳鈦型氧化鈦溶液。然后在此溶液中加入各0.2毫克/克氫氧化鈦的表面活性劑磷酸鈉和增粘劑羧甲基纖維素鈉,即制成了二氧化鈦作光觸媒(A)的水溶液。
      (四)在(三)中得到的A涂布液中添加入5%的經(jīng)過加工燒結(jié)的含有電氣石粉的金屬氧化物混合粉末,即制成發(fā)生負離子的高效二氧化鈦光觸媒(B)復(fù)合水溶液。
      光觸媒以噴涂方式附著在蜂窩狀聚氨酯與天然沸石復(fù)合材料載體上,噴涂的次數(shù)為3次,然后在120℃下干燥60分鐘。
      裝置內(nèi)設(shè)有負離子發(fā)生裝置12,裝置底部設(shè)有滾輪17。
      本裝置在光催化試驗溫度25℃、濕度50%的條件下進行檢測,開機時二甲苯和甲醛含量為6.50和4.22mg/m3,開機3小時后二甲苯和甲醛含量分別為0.42和0.16mg/m3。
      實施例2例1光催化氧化室內(nèi)空氣凈化裝置中,紫外燈與光觸媒濾網(wǎng)的距離改為5cm,其結(jié)果是在光催化試驗溫度25℃、濕度50%的條件下進行檢測,開機時二甲苯和甲醛含量為3.45和4.80mg/m3,開機3小時后二甲苯和甲醛含量分別為1.08和1.22mg/m3。
      實施例3例1光催化氧化室內(nèi)空氣凈化裝置中,光觸媒以噴涂方式附著在蜂窩狀聚氨酯與天然沸石復(fù)合材料載體上,噴涂的次數(shù)為5次,在120℃處理的時間為90分鐘。
      其結(jié)果是在光催化試驗溫度25℃、濕度50%的條件下進行檢測,開機時二甲苯和甲醛含量為8.52和6.70mg/m3,開機3小時后二甲苯和甲醛含量分別為0.63和0.45mg/m3。
      實施例4例1光催化氧化室內(nèi)空氣凈化裝置中,光觸媒以浸漬方式附著在蜂窩狀聚氨酯與天然沸石復(fù)合材料載體上,甩干,在120℃處理的時間60分鐘,重復(fù)浸漬,甩干,在150℃處理120分鐘。
      其試驗結(jié)果是在光催化試驗溫度25℃、濕度50%的條件下進行檢測,開機時二甲苯和甲醛含量為7.80和9.65mg/m3,開機3小時后二甲苯和甲醛含量分別為0.38和0.35mg/m3。
      實施例5例1光催化氧化室內(nèi)空氣凈化裝置中,將出風(fēng)斗15和貫流風(fēng)機16設(shè)置在光催化氧化處理裝置之后(見圖3),光觸媒濾網(wǎng)以蜂窩狀聚酯與天然沸石復(fù)合材料為載體,其結(jié)果是在光催化試驗溫度25℃、濕度50%的條件下進行檢測,開機時二甲苯和甲醛含量為6.50和4.22mg/m3,開機3小時后二甲苯和甲醛含量分別為0.60和0.20mg/m3。
      權(quán)利要求
      1.一種光催化氧化室內(nèi)空氣凈化裝置,由機殼(1)、以風(fēng)機(16)為動力源的空氣導(dǎo)流裝置、初級過濾除塵裝置、光催化氧化處理裝置、電路板(11)、控制面板(3)組成;其特征是初級過濾除塵裝置由過濾精度為1-5μm初級過濾網(wǎng)(6)、過濾精度為0.5的中高效微塵過濾網(wǎng)(7)和活性炭過濾網(wǎng)(8)組成;空氣導(dǎo)流裝置由進風(fēng)門(2)、出風(fēng)門(4)、出風(fēng)斗(15)風(fēng)機(16)、出風(fēng)擋板驅(qū)動裝置(9)和機殼(1)組成,出風(fēng)斗(4)和風(fēng)機(16)設(shè)置在光催化氧化處理裝置之前;光催化氧化處理裝置由1-5個光催化反應(yīng)單元構(gòu)成;每個光催化反應(yīng)單元由泡沫陶瓷、泡沫金屬或以預(yù)先復(fù)合上一層多孔無機介質(zhì)和采用金屬或塑料作邊框的泡沫塑料為載體,以中國專利200410026456.1的二氧化鈦光觸媒復(fù)合溶液作光催化劑,孔徑為0.5-4mm,厚度為5-20mm的蜂窩狀光觸媒濾網(wǎng)(13)和紫外燈(14)組成,光觸媒濾網(wǎng)在紫外燈的二側(cè),紫外燈為1-5個,光觸媒濾網(wǎng)與紫外燈的距離為0.5-20cm;光催化劑以浸漬、涂復(fù)或噴涂方式附著在載體上,浸漬、涂復(fù)或噴涂的次數(shù)為1-10次,然后在20-180℃干燥20-180min;裝置內(nèi)設(shè)有負離子發(fā)生裝置(12)。
      2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的光催化氧化室內(nèi)空氣凈化裝置,其特征是出風(fēng)斗(15)和風(fēng)機(16)設(shè)置在光催化氧化處理裝置之后。
      3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的光催化氧化室內(nèi)空氣凈化裝置,其特征是二氧化鈦光觸媒復(fù)合溶液的制備方法包括下列步驟A.二氧化鈦光觸媒溶液的調(diào)制a.將含鈦水溶液經(jīng)離子交換后,加入堿溶液形成含有氫氧化鈦的膠體溶液;b.在(a)所得的膠體溶液中加入有機酸,形成均一溶液;有機酸與膠體溶液中的氫氧化鈦的摩爾比為0.1-0.2∶1;上述的有機酸為酒石酸、蘋果酸、乳酸、檸檬酸、乙醇酸、苦杏仁酸、酪酸、炭酸、甲酸、乙酸、順丁烯二酸、硼酸、富馬酸或丙酸;c.從(b)形成的均一溶液中分離出氫氧化鈦固體,用去離子水洗至水層的電導(dǎo)率不超過10μS·CM-2;d.將(c)中洗好的氫氧化鈦固體分散在去離子水中,加入過氧化氫溶液,氫氧化鈦固體與過氧化氫摩爾比為1∶0.5-1.5,加熱至90-150℃,4-120小時后,冷卻至5-20℃,得到帶有絡(luò)合基的銳鈦型二氧化鈦光觸媒水溶液,溶液的PH值為6.5-7.0,粒徑不超過50nm;上述的過氧化氫的重量百分濃度為5-60%;B.含有電氣石粉的金屬氧化物混合粉末的調(diào)制a.氧化鈣70-90重量%,氧化鋁3-15重量%,氧化鎂2-6重量%,以及電氣石粉4-10重量%,按配比混合形成均一體系的混合粉末;b.將(a)中得到的混合粉末在600-700℃的溫度下保溫?zé)Y(jié)2-3小時;c.將(b)中得到的經(jīng)過加工燒結(jié)過的含有電氣石粉的金屬氧化物混合粉末用粉碎機粉碎,使粉末的粒子天才達到10μm以下;將(A)調(diào)制的二氧化鈦光觸媒溶液與(B)制得的含有電氣石粉的金屬氧化物粉末混合,制成發(fā)生負離子的二氧化鈦光觸媒復(fù)合溶液;添入含有電氣石粉的金屬氧化物粉末的量占二氧化鈦光觸媒復(fù)合溶液的2%-10%。
      4.根據(jù)權(quán)利要求3中所述的光催化氧化室內(nèi)空氣凈化裝置,其特征是二氧化鈦光觸媒復(fù)合溶液的制備方法,在于A.步驟中所調(diào)制得到的二氧化鈦光觸媒溶液中加入各相當(dāng)于氫氧化鈦質(zhì)量的千分一到萬分之一的表面活性劑和增粘劑;表面活性劑為羧酸鹽、硫酸酯、磷酸鹽或聚合乙二醇類或多價醇類表面表面活性劑;所采用的增粘劑為羧甲基纖維素、乙基纖維素、蒙脫石、甲基纖維素或丙烯酸類增粘劑。
      5.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的光催化氧化室內(nèi)空氣凈化裝置,其特征是紫外燈為C波段紫外燈。
      6.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的光催化氧化室內(nèi)空氣凈化裝置,其特征是光催化濾網(wǎng)與紫外燈的距離為1.0-10cm。
      7.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的光催化氧化室內(nèi)空氣凈化裝置,其特征是光催化反應(yīng)單元的紫外燈為2-3個。
      8.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的光催化氧化室內(nèi)空氣凈化裝置,其特征是光催化濾網(wǎng)中的載體為預(yù)先復(fù)合上一層多孔無機介質(zhì)的泡沫塑料聚氨酯或聚酯。
      9.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的光催化氧化室內(nèi)空氣凈化裝置,其特征是出風(fēng)門(4)加裝塑料過濾布。
      10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項光催化氧化室內(nèi)空氣凈化裝置,其特征是室內(nèi)空氣凈化裝置底部設(shè)有滾輪(5)。
      全文摘要
      本發(fā)明公開一種光催化氧化室內(nèi)空氣凈化裝置,其特征主要是光催化氧化處理裝置由1-5個光催化反應(yīng)單元構(gòu)成;每個光催化反應(yīng)單元由載體和以二氧化鈦光觸媒復(fù)合溶液作光催化劑的蜂窩狀光觸媒濾網(wǎng)(13),及紫外燈(14)組成,光觸媒濾網(wǎng)與紫外燈的距離為0.5-20cm;光催化劑以浸漬、涂復(fù)或噴涂方式附著在載體上,浸漬、涂復(fù)或噴涂的次數(shù)為1-10次,然后在20-180℃干燥20-180min。其優(yōu)點是,由于光催化劑采用發(fā)生負離子的二氧化鈦光觸媒復(fù)合溶液和特殊的處理工藝,結(jié)構(gòu)合理,有毒有機物被無選擇性地徹底氧化分解,細菌也同時被殺死,凈化和滅菌的處理效果特別好。
      文檔編號B01D50/00GK1834542SQ20051003362
      公開日2006年9月20日 申請日期2005年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月18日
      發(fā)明者陳煥光, 陳麗玉, 王良焱, 龔逸顏, 陳曉 申請人:廣州市華之特奧因特種材料科技有限公司
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