[发明专利]光触媒装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种光触媒装置。

背景技术

光触媒具有抗菌、除臭、自洁等功能，其作用原理为：当以具适当波长的光照射光触媒时，光以能量的方式被光触媒吸收，进而激发光触媒本体产生电子与空穴。带负电荷的电子与光触媒表面的氧分子(O₂)作用可产生具有强还原能力的超氧阴离子(？O₂^-)，带正电荷的空穴与光触媒表面的水分子(H₂O)作用可产生具有强氧化分解能力之氢氧自由基(？OH)；该超氧阴离子与氢氧自由基能够将有机物分解成二氧化碳与水。因此，光触媒经适当波长之光线照射后，在光触媒表面产生的超氧阴离子(？O₂^-)及氢氧自由基(？OH)提供的强分解能力为光触媒作用的主要因素，其能够有效地分解光触媒表面接触的脏污、细菌、病毒等有机物、以及氮氧化物(NO_x)、硫氧化物(SO_x)等对人体有害气体，产生光触媒效应，进而达成光触媒除污杀菌之功效。光触媒效应之基本构成为光触媒及光源，必须在二者共同作用下才能实现对有机物、有害气体等物质的分解作用。

现有的光源为日光或水银灯管，然而在室内或封闭空间的阴暗处无法照射到日光，限制了利用日光作为光源的光触媒装置的使用范围。水银灯管发出的光的波长范围很广，无法准确控制水银灯管所发出的紫外光波长的范围，而且波长为254纳米(nm)的紫外光会伤害人体的DNA，所以必须防止水银灯管发出的光线从光触媒装置射出并照射到人体。有鉴于此，有必要提供一种光触媒装置，其具有能够发出最佳波长范围光的光源。

发明内容

下面将以实施例说明一种光触媒装置，其具有能够发出最佳波长范围光的光源。

一种光触媒装置，其包括：一个二氧化钛光触媒层及至少一个发光二极管光源；该至少一个发光二极管光源发出的光的波长范围为375nm至395nm，该二氧化钛光触媒层用以在吸收该至少一个发光二极管光源发出的光的能量后受激产生电子与空穴。

现如今，光触媒装置设计人员通常认为光触媒装置中的光源发出的光的波长越短越好，且至少要求在i-line(365nm)以下，然而本发明实施例所提供的光触媒装置中的二氧化钛光触媒层在至少一个发光二极管光源所发出的波长范围为375nm至395nm的光的照射下，二氧化钛光触媒层却可以达到最佳的光触媒作用效应，对接触到二氧化钛光触媒层表面的有机物及有害气体达到最佳分解率。

附图说明

图1是本发明实施例提供的光触媒装置的结构示意图。

图2是二氧化钛光触媒层在波长为385nm的光的照射下对氮氧化物气体进行分解时，氮氧化物气体浓度随时间变化的对应关系图。

图3是发光二极管光源的发光波长、二氧化钛光触媒层对氮氧化物气体的分解率、以及二氧化钛光触媒层的光吸收功率的对应关系图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明实施例作进一步的详细说明。

参见图1，本发明实施例提供的光触媒装置10，其包括：多个发光二极管光源11，一个二氧化钛(TiO₂)光触媒层12。

多个发光二极管光源11可为氮化镓(GaN)或氮化铝铟镓(AlInGaN)发光二极管光源，其发出的光101为波长小于或等于400nm的紫外光。相较于其他光源，多个发光二极管光源11发出的光101的波长范围可准确控制在375nm至395nm，该波长范围内的光几乎可以全部被二氧化钛光触媒层12吸收，从而使得二氧化钛光触媒层12具有最佳的光触媒作用效应。可以理解的是，光触媒装置10也可只包括一个发光二极管光源11，只要这一个发光二极管光源11发出的波长范围为375nm至395nm的光能够完全照射二氧化钛光触媒层12即可。

有鉴于操作温度对发光二极管光源11的发光波长及发光效率影响较大，例如氮化镓系发光二极管光源一般会随着自身温度的升高，其发光波长会相应的增加，因此有必要提供一个具有稳定光输出波长的发光二极管光源，为二氧化钛光触媒层12提供稳定的光能量。在此，发光二极管光源11在定电流下操作以获得稳定的光输出功率及光输出波长，从而可为二氧化钛光触媒层12提供稳定的光能量。可以理解的是，发光二极管光源11可串联一个定电流，同样可使其获得稳定的光输出功率及光输出波长。