一種電暈放電等離子體與納米光催化材料協(xié)同凈化汽車尾氣的反應(yīng)器的制造方法
【專利摘要】一種電暈放電等離子體與納米光催化材料協(xié)同凈化汽車尾氣的反應(yīng)器，本發(fā)明涉及尾氣凈化領(lǐng)域。一種電暈放電等離子體與納米光催化材料協(xié)同凈化汽車尾氣的反應(yīng)器，利用電暈放電等離子體凈化汽車尾氣，同時利用等離子體自身發(fā)出的紫外光使反應(yīng)器內(nèi)壁的TiO2進行光催化反應(yīng)來凈化尾氣，從而實現(xiàn)等離子體與TiO2協(xié)同凈化作用。有益效果：結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理，汽車尾氣凈化率高，適用范圍廣。
【專利說明】—種電暈放電等離子體與納米光催化材料協(xié)同凈化汽車尾氣的反應(yīng)器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電暈放電等離子體與納米光催化材料協(xié)同凈化汽車尾氣的反應(yīng)器，特別是關(guān)于一種利用電暈放電等離子體與二氧化鈦(T12)光催化反應(yīng)(以電暈放電產(chǎn)生等離子體發(fā)出的紫外光作為催化二氧化鈦作用的光源)聯(lián)合凈化汽車尾氣的反應(yīng)器。

【背景技術(shù)】
[0002]等離子體就是由大量正負帶電粒子和中性粒子組成的一種電離氣體，是繼固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)之后的物質(zhì)第四態(tài)。等離子體的產(chǎn)生形式可分為介質(zhì)阻擋放電、電暈放電、表面放電、重疊放電、填充床放電，其中電暈放電等離子體是應(yīng)用最廣泛的一種等離子體，廣泛應(yīng)用于環(huán)境、材料等領(lǐng)域。
[0003]納米光催化技術(shù)是從20世紀70年代逐步發(fā)展起來的一門新興環(huán)保技術(shù)。納米光催化技術(shù)能有效降解多種對環(huán)境有害的污染物，使污染物轉(zhuǎn)化為C02，H2O及其它無機小分子物質(zhì)。目前所采用的納米光催化劑大多數(shù)屬于寬禁帶的η型半導(dǎo)體化合物，其中T12應(yīng)用最為廣泛。T12是一種多晶型的化合物，在自然界中有三種結(jié)晶形態(tài):金紅石型、銳鈦型和板鈦型，以銳鈦型的T12光催化活性最高。銳鈦型T12的禁帶寬度為3.2eV,當它吸收了波長小于或等于387nm的光子后，價帶中的電子就會被激發(fā)到導(dǎo)帶，形成帶負電的高活性電子eeb_，同時在價帶上產(chǎn)生帶正電的空穴hvb+。該光生空穴有很強的得電子能力，具有強氧化性，可在污水與廢氣領(lǐng)域凈化污染物。
[0004]雖然等離子體與T12各自都有廢氣凈化的能力，但是它們各自的使用條件專一性較強(如=T12光催化材料需在紫外光的條件下；等離子體的產(chǎn)生需有有效電源的供電。)，使得它們各自較難高效的獨立應(yīng)用于汽車尾氣的凈化中。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述問題，本發(fā)明提供一種電暈放電等離子體與納米光催化材料協(xié)同凈化汽車尾氣的反應(yīng)器，目的在于當反應(yīng)器工作時，等離子體能夠凈化汽車尾氣，同時利用等離子體自身發(fā)出的紫外光使反應(yīng)器內(nèi)壁的T12進行光催化反應(yīng)來凈化尾氣，從而實現(xiàn)等離子體與T12協(xié)同凈化作用。
[0006]本發(fā)明的一種凈化汽車尾氣反應(yīng)器，包括電源、高壓電極、地極、T12凈化層、十字支撐架、絕緣殼體、進氣口、出氣口。其特征在于:所述反應(yīng)器為一種兩端開口的管狀結(jié)構(gòu)，在兩端為錐形進、出氣口，在管內(nèi)進行同軸電暈放電，所述高壓電極與地極依托十字支撐架固定于反應(yīng)器內(nèi)部且與反應(yīng)器同軸，T12均勻涂于絕緣殼體內(nèi)壁形成凈化層。
[0007]所述的一種凈化汽車尾氣反應(yīng)器，其特征在于:所述電源為車載電瓶直流電源。
[0008]所述的一種凈化汽車尾氣反應(yīng)器，其特征在于:所述電極布置采用針-孔結(jié)構(gòu)，多針電極為高壓電極，材質(zhì)為黃銅，圓形多孔電極為地極，材質(zhì)為不銹鋼。
[0009]所述的一種凈化汽車尾氣反應(yīng)器，其特征在于:所述電極布置安裝時，針與孔的中心相對，針孔間距為5-8mm，且針直徑小于1mm，孔直徑為5mm。
[0010]所述的一種凈化汽車尾氣反應(yīng)器，其特征在于:汽車尾氣先由進氣口進入，同時經(jīng)過T12凈化層和等離子體處理后，從出氣口排出。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明采用多組針-孔電極，能在放電區(qū)域產(chǎn)生更多的高能電子、激發(fā)態(tài)粒子和具有很強氧化性的自由基等活性物質(zhì)，且產(chǎn)生的紫外光源可激發(fā)T12凈化作用，而無需另外的電源供電。同時，本發(fā)明體積小、成本低、易于維護、安全可靠。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0013]如圖1所示，本發(fā)明反應(yīng)器由絕緣外殼2、T12凈化層3、高壓電極6、地極5、十字支撐架7、進氣口 1、出氣口 4組成。每組電極布置均采用針-孔結(jié)構(gòu)，多針電極為放電極，由圓柱形多針電極板和黃銅針組成；圓形多孔電極為接地極。其中，圓柱形多針電極板直徑60mm, 18根長度為6mm的黃銅針均布其上,針直徑為Imm ;圓形多孔電極板直徑60mm, 18個直徑為5mm的孔均布其上。組裝時，針均與孔的中心相對，針孔間距為6mm。實際反應(yīng)器工作時，尾氣由單缸汽油發(fā)動機(GE190F)怠速運行的條件下產(chǎn)生。尾氣由進氣口進入，經(jīng)過電極5、6組成的裝置產(chǎn)生電暈放電區(qū)域，會與放電區(qū)的高能電子、激發(fā)態(tài)粒子和具有很強氧化性的自由基等活性物質(zhì)發(fā)生作用，從而得到凈化。同時，電暈放電區(qū)域的輝光使T12發(fā)揮催化作用，使尾氣在經(jīng)過T12凈化層，得以進一步凈化，凈化后的氣體從出氣口排出。第一次試驗條件為:放電電壓10KV，放電頻率為20kHz，尾氣流速0.lm3/h，其尾氣(NO)凈化率為72%;第二次試驗條件為:放電電壓20KV，放電頻率為40kHz，尾氣流速0.lm3/h，其尾氣(NO)凈化率為81%。
【權(quán)利要求】
1.一種電暈放電等離子體與納米光催化材料協(xié)同凈化汽車尾氣的反應(yīng)器，包括電源、高壓電極、地極、T12凈化層、十字支撐架、絕緣殼體、進氣口、出氣口，其特征在于:所述反應(yīng)器為一種兩端開口的管狀結(jié)構(gòu)，在兩端為錐形進、出氣口，在管內(nèi)進行同軸電暈放電，所述高壓電極與地極依托十字支撐架固定于反應(yīng)器內(nèi)部且與反應(yīng)器同軸，T12均勻涂于絕緣殼體內(nèi)壁形成凈化層。
2.如權(quán)利要求1所述的一種電暈放電等離子體與納米光催化材料協(xié)同凈化汽車尾氣的反應(yīng)器，其特征在于:所述電源為車載電瓶直流電源。
3.如權(quán)利要求1所述的一種電暈放電等離子體與納米光催化材料協(xié)同凈化汽車尾氣的反應(yīng)器，其特征在于:所述電極布置采用針-孔結(jié)構(gòu)，多針電極為高壓電極，材質(zhì)為黃銅，圓形多孔電極為地極，材質(zhì)為不銹鋼。
4.如權(quán)利要求1所述的一種電暈放電等離子體與納米光催化材料協(xié)同凈化汽車尾氣的反應(yīng)器，其特征在于:所述電極布置安裝時，針與孔的中心相對，針孔間距為5-8mm，且針直徑小于Imm,孔直徑為5mm。
【文檔編號】F01N3/28GK104420950SQ201310385796
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年8月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月30日
【發(fā)明者】陳萌, 郭秀榮, 李科勇, 劉艷華, 王旭波, 范超雄 申請人:東北林業(yè)大學