[发明专利]磁强化光催化风轮与空气净化方法

说明书

技术领域

本发明属于空气净化技术领域，具体涉及一种用于空气净化的磁强化光催化风轮及其空气净化方法。

背景技术

空气污染的危害性已为全社会所共识，纳米光催化以其一系列的优异特点，被认为是最有发展前景的空气污染物净化技术之一。但目前存在的主要问题是所制得的纳米光催化剂，在使用中光生电子—空穴极易自然复合，致使其光催化量子效率很低，影响了其工业化应用。对纳米光催化剂在使用中采取物理或化学方法有效分离光生电子—空穴、减少自然复合、提高其光催化量子效率，已成为非常必要的研究课题，并取得了可喜的进展。

《精细化工》2005年4期“几种电子受体对TiO₂光催化降解活性的影响”和《四川有色金属》2004年4期“影响TiO₂光催化活性的因素及提高其活性的措施”论述了目前较为成熟的提高光催化效率的几种化学方法。研究表明，光催化反应中电子受体O₂.H₂O₂.O₃等的引入，可以使光生电子—空穴连续有效分离，减少自然复合，提高光催化效率。

利用物理多场能(光、声、电、磁等)增强和加快化学反应，早在上世纪五十年代人们就作过大量研究，取得了不少成果。特别是近年来物理多场能与纳米光催化的协同用于环境污染的治理，成了新的研究热点，磁场与纳米光催化的协同作用研究是其热点之一。《工业催化》2005年2期“磁场助Y₂O₃/TiO₂粉体的光催化性能研究”和《西安交通大学学报》2006年7期“磁场TiO₂光催化耦合降解酸性3R的研究”就磁场提高光催化量子效率的物理机理作了探讨。

专利号为ZL03137060.8，发明名称为《光—磁协同催化技术及其在降解有机污染物上的应用》的中国发明专利，提出了一种光磁协同催化技术降解污染物的方法，其特征是在管式反应器中设置颗粒光催化剂，在管外施加电磁场，提高光催化量子效率。该方法原理是通过磁场作用于光催化反应过程产生的zeeman效应，增加三线态自由基的比率，减少自由基的复合，提高其量子效率。但这种应用单纯的物理方法对于光催化量子效率的提高仍是很有限的。

申请人的专利号为ZL 2005 1 0096209.3，发明名称为：《中央空调通风系统光声催化空气杀菌净化装置》的中国发明专利，其核心结构为：采用上半部处于气流通道中，下半部浸在含有H₂O₂的净化液中由电机驱动的光催化风轮。工作时，用转动的光催化风轮上设置的风轮光催化网—表面制备有纳米TiO₂的不锈钢网，进行空气污染物的吸附、转移与催化净化。同时，用光催化风轮在净化液中转动时粘附在光催化网上的净化液中的H₂O₂作为光生电子受体，减少了光生电子—空穴的自然复合，提高了其光催化效率。上述结构的光催化风轮与净化液中H₂O₂的结合使用，使净化装置中的光催化净化效能得到了一定的提高，但仍存在一定的不足。其一，普通不锈钢光催化网的比表面积较小，负载的光催化剂量少，对空气污染物的捕集、吸附、净化能力较差。其二，用H₂O₂作为电子受体，是一种纯化学方法，使用中随着净化液中H₂O₂量的变化，效果的稳定性较差，且成本较高。同时，进入气流中的H₂O₂会对下游气流通道中的金属件造成腐蚀损坏，即产生二次污染，不利于长期使用。因此在应用上进一步开发、解决上述方法或装置中单纯的物理或化学方法提高光催化效率的不足，将提高光催化效率的物理与化学方法高效协同，低成本、更有效、更安全的提高光催化效率，有着重要的技术意义。

发明内容

本发明所要解决的一个技术问题在于克服上述装置与方法的缺点，提供一种设计合理、结构简单、气阻小、运行成本低、光催化净化效率高的磁强化光催化风轮。

本发明要解决的另一个技术问题在于提供一种使用磁强化光催化风轮净化空气的方法。

解决上述技术问题所采用的技术方案是：套装在轮轴外的轴套上至少设置有2个骨架盘，每个骨架盘上设置有相同数量、且至少4个径向均布的骨架，在相邻骨架盘上相对应的骨架之间设置有1个磁强化催化单元，磁强化催化单元的外围设置有非导磁固定网。