[发明专利]用于室(车)内环境的多功能高效空气净化器

说明书

技术领域

本发明为一种等离子体、静电除尘和催化的集成技术。此集成技术能够室温高效地去除室(车)内甲醛、苯系列有机物、一氧化碳和具有高效抗菌性能的催化剂，其中催化剂能高效地分解等离子体放电时产生的臭氧，克服了等离子体在室(车)内空气净化领域的应用瓶颈。本发明涉及等离子体、静电除尘、催化和空气净化领域。 

本发明还涉及集成上述等离子体、静电除尘和催化技术的方法。 

本发明还涉及上述催化剂在室温高效地去除室(车)内甲醛、苯系有机物、一氧化碳和室温分解臭氧以及高效抗菌性能的空气净化器制备。 

背景技术

随着我国经济的高速发展和人民生活水平的稳步提高，由装修或装饰材料而造成的室(车)内空气污染问题非常严重。其中由装修或装饰材料而造成的室(车)内空气甲醛污染问题非常严重，已经引起全球极大的关注。世界卫生组织国际癌症研究机构(IARC)组织指出：甲醛会导致人类致癌。研究表明甲醛是一种毒性较高的物质，短期接触甲醛会刺激眼睛、鼻腔和呼吸道而引起过敏反应；长期接触低剂量甲醛可以增加鼻咽癌、白血病和死亡的可能性。因此，消除室(车)内空气中的甲醛迫在眉睫。同时，汽车的大量使用和普及，给人们的生活带来了极大的便利。车内使用的装饰材料如仪表台、车窗的塑料件、真皮座椅和海棉坐垫、人造地板等使用的粘合剂以及车体上的喷漆等产生一些有毒害气体，污染了车内空气。因汽车内空间狭小、密封性能好更容易造成车内环境的污染。苯、甲苯、二甲苯等苯系物是室(车)内主要的空气污染物，研究表明人在短时间内吸入高浓度的苯、甲苯、二甲苯，可出现中枢神经系统麻醉作用，轻者头晕、头痛、恶心、胸闷、乏力、意识模糊，严重者可致昏迷以致呼吸、循环衰竭而死亡。如果长期接触一定浓度的苯、甲苯、二甲苯会引起慢性中毒，可出现头痛、失眠、精神萎靡、记忆力减退等神经衰弱等症状。因此苯系化合物已经被世界卫生组织确定为致癌物质。 

甲醛、一氧化碳和臭氧是三种主要的室(车)内空气污染物，其危害受到了人们广泛的关注。中国在2002年颁布的《室(车)内空气质量标准》 (GB/T18883-2002)中规定室(车)内空气中甲醛、一氧化碳和臭氧的卫生标准(最高允许浓度)分别为0.10，10和0.16mg/m³。因此，去除室(车)内空气中的这些污染物有重要的意义。净化方法可以粗略地分为吸附法、等离子体技术、化学反应法、光催化法和催化法，其中催化法是一种长效的方法。美国专利US5585083发明了一种Pt/SnO₂催化剂去除空气中甲醛的方法，催化剂在没有额外的能量输入和-5～25℃条件下，以空气中的氧为氧化剂将甲醛完全氧化成二氧化碳和水。但是，催化剂高的Pt含量(12wt％)导致催化剂的价格昂贵，因此这种催化剂只能应用一些军工或者宇航等特殊场合。中国专利CN1698932用负载金的稀土氧化物或者金属复合氧化物催化剂，在80～100℃温度下对甲醛能获得较好的效果。 

日本大阪瓦斯株式会社发明一系列去除一氧化碳催化剂专利(公开号：CN1724152、CN1689964和CN1689963)。在130～180℃温度下对一氧化碳有较好的效果，但是需要热能的输入限制了该催化剂的广泛应用。中国专利CN90106857采用锰、铜氧化物作活性组分来分解臭氧。CN1259398A、CN117167674A和CN1357348A都是采用锰、铜、镍和钴氧化物作为活性组分，负载在活性碳上来分解臭氧。CN1785507A采用各种锰氧化物作为催化剂在常温下能获得较好的效果。中国专利CN1812835A采用锰与锆、钛中的一种或两种作为催化剂，在150℃得到好的分解臭氧的效果。但是抗湿能力差和/或需要额外能量的输入是这些催化剂广泛应用的最大障碍。 

《室内空气质量标准》已于2002年开始实行，其中对多种挥发性有机物在室(车)内空气中的浓度进行了限定。苯的最高允许浓度为0.11mg/m³，甲苯的最高允许浓度为0.2mg/m³，二甲苯的最高允许浓度为0.2mg/m³。长期监测结果显示，对于新装修的室(车)内环境而言，苯系物超标率可以达到1～10倍，室(车)内环境中的挥发性苯系有机物的治理刻不容缓。