[发明专利]一种微等离子体净化空气方法

说明书

技术领域

本发明涉及空气净化技术，特别是涉及一种微等离子体净化空气方法。

背景技术

在我国，近些年来随着各类流行性传染疾病和灰霾频繁来袭，人们对室内空气质量越来越关注，从政府、医院、企业到消费者都开始非常注重空气质量，购买空气净化器成了人们预防病毒传播的方法之一。空气净化器在中国的市场前景看好，这一点不容置疑。目前市面上的空气净化器多采用过滤、静电吸附、紫外线照射等方法以其功能单一、被动杀菌效果微弱，滤网过滤吸附大颗粒尘埃；臭氧和过氧乙酸消毒持久性差，而且对人体器官有刺激性；双氧水虽然是理想的杀菌消毒剂，但在动态环境下不具有可操作性；至于光触媒只能是抗菌剂而不是消毒剂，更不可能用在空气消毒中。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种微等离子体净化空气方法，该方法无需化学品，可迅速打开和关闭，几乎适用于各种室内环境的空气净化，特别是去除病菌和灭杀通过空气传播的病毒。

本发明为达到以上目的，是通过以下的技术方案来实现的：

提供一种微等离子体净化空气方法，1)将空气通过进气口引入微等离子体装置；2)启动与上电极和下电极相连的高压电源，微等离子体反应器开始工作；3)施加的高电压将电极之间的空气击穿电离，形成微弧微等离子体，处于等离子体区域中的空气，在高能电子、自由基活性物质以及电场的作用下，发生等离子体化学反应，直接破坏细菌或病毒的DNA，从而有效灭杀细菌和病毒，净化后的空气由出气口排出。

所述的微等离子体装置，包括微等离子体反应器及给微等离子体反应器供电的高压电源；微等离子体反应器包括进气口、石英容器、上电极、下电极、上聚四氟乙烯密封圈、下聚四氟乙烯密封圈、上反应接头、下反应接头、上聚四氟乙烯法兰、下聚四氟乙烯法兰、出气口；上电极和下电极通过高压电线与高压电源相连接，上电极和下电极同轴置于石英容器内，上电极和下电极形状和材料相同，为带有尖端的不锈钢棒；石英容器通过上反应接头、下反应接头固定，并在上下连接处分别设置上聚四氟乙烯密封圈和下聚四氟乙烯密封圈；上反应接头通过上聚四氟乙烯法兰支撑，下反应接头通过下聚四氟乙烯法兰支撑；石英容器设置进气口和出气口，空气通过进气口引入微等离子体反应器，在装置工作时，空气将完全暴露在微弧微等离子体区域中。

本发明净化空气的原理：利用微等离子体产生的高能量、极活跃和超强氧化性的物种(O₃，OH，O，HO₂等)，这种氧化性物种可以导致酶活性的改变、脂类物质的氧化、蛋白质的降解，以及DNA的变性，从而导致细菌和病毒的死亡。

与常规低温等离子体相比，该微等离子体具有极高的功率密度(超过1kW/cm³)、较高的电子密度(大于10¹⁵cm^-3)和较大的表面积-体积比，因此杀菌效果更好，同时解决了制造成本、运行费用问题，作为新一代低温等离子体技术，本方明很好地解决相关实用技术难题。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图1中：1微等离子体反应器，2高压电源，3进气口，4石英容器，5上电极，6下电极，7上聚四氟乙烯密封圈，8下聚四氟乙烯密封圈，9上反应接头，10，下反应接头，11上聚四氟乙烯法兰，12下聚四氟乙烯法兰，13出气口，14微弧微等离子体。

具体实施方式

实施例

如附图1所示，本发明的微等离子体装置包括微等离子体反应器1和高压电源2，微等离子体反应器1包括进气口3、石英容器4、上电极5、下电极6、上聚四氟乙烯密封圈7、下聚四氟乙烯密封圈8、上反应接头9、下反应接头10、上聚四氟乙烯法兰11、下聚四氟乙烯法兰12、出气口13。上电极5和下电极6通过高压电线与高压电源2相连接，上电极5和下电极6同轴置于石英容器4内，为带有尖端的不锈钢棒；石英容器4通过上反应接头9、下反应接头10固定，并在上下连接处分别设置上聚四氟乙烯密封圈7和下聚四氟乙烯密封圈8；上反应接头9通过上聚四氟乙烯法兰7支撑，下反应接头10通过下聚四氟乙烯法兰8支撑；石英容器4设置进气口3和出气口13，空气通过进气口3进入微等离子体反应器1，在装置工作时，空气完全暴露在微弧微等离子体14区域中。

实验条件：上电极5和下电极6为带有尖端的直径3mm、长15cm不锈钢棒，高压电源2输入电压为3000V。以加入消毒学指示菌大肠肝菌(编号：ATTC25922)的1m³空气为净化对象，细菌初始浓度约为1500cfu/m³，进行空气杀菌。将1m³空气引入微等离子体装置进行循环净化，空气通过进气口引入微等离子体装置；2)启动与上电极和下电极相连的高压电源，调节电压到3000V，微等离子体反应器开始工作；3)施加的高电压3000V将电极之间的空气击穿电离，形成微弧微等离子体，处于等离子体区域中的空气，在高能电子、自由基活性物质以及电场的作用下，发生系列等离子体化学反应，循环直接等离子体处理60min，空气的细菌杀死率达到86.3％。