[发明专利]一种植物纤维基纳米二氧化钛薄膜治理空气污染的工艺

说明书

本发明公开了一种植物纤维基纳米二氧化钛薄膜治理空气污染的工艺和装置，工艺由植物纤维基片处理、二氧化钛溶液配置、二氧化钛薄膜沉积、与透明保护装置组合、污染空气处理五步组成。装置由植物纤维基二氧化钛薄膜(1)、透明保护装置(2)、进出风系统、供电系统四部分组成。污染空气由进风口(3)通过风扇(4)和过滤网(5)进入，出风口(6)将净化后空气和水排出。紫外线系统包括太阳光紫外线(7)和紫外线灯(8)。供电系统是指对风扇(4)和紫外线灯(8)的供电和布线(9)。应用空气污染治理和蚊虫细菌消杀等环保领域，旨在为当前社会空气污染治理提供一种低成本的、安全可控的和可大面积推广的纳米工艺技术和装置。

技术领域

本发明涉及一种植物纤维基纳米二氧化钛薄膜治理空气污染的工艺和装置，应用空气污染治理和蚊虫细菌消杀等环保领域，旨在为当前社会空气污染治理提供一种低成本的、安全可控的和可大面积推广的纳米工艺技术和装置。

背景技术

近年来，我国政府采取了很多积极措施以减少污染物排放给大气环境带来的破坏，但应当指出，我国的大气环境状况并没有得到根本性的改善。机动车使用过程中产生的废气、噪音与扬尘已成为城市大气污染的主要来源之一。世界卫生组织的统计显示，全球空气污染最严重的20个城市中，中国占16个；机动车排放的污染物在城市大气污染中所占比例已高达 60％。机动车污染已经成为造成PM2.5、灰霾、光化学烟雾污染的重要原因，构成了我国空气污染的重要来源。

汽车尾气成分非常复杂，有一百种以上，但其主要污染物包括：一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮氧化物(NOx)等。一氧化碳(CO)是一种无色、无味但有剧烈毒性的气体，可与血液中的血红蛋白有较强的亲和力，会妨碍血红蛋白的输送氧气的能力。CO是汽车发动机排出有害成分中浓度最大的气体。碳氢化合物(HC)是种成分非常复杂的混合物。当HC浓度较高时，会使人出现头晕、恶心等中毒症状。特别是HC化合物中的烯在大气上空，和二氧化氮(NO₂)混合在一起，经强烈的日光照射后，起光化学反应产生高浓度臭氧、醛等烟雾状物质，对眼睛、呼吸器官(喉、眼、鼻等黏膜)及皮肤有强烈的刺激性，可能致癌。氮氧化合物(NOx) 是NO和NO₂的总称。其中NO与血液中的血红蛋白的结合能力比CO还强，容易使人们中毒而死亡。NO₂是一种褐色有强烈毒性的的气体，刺激人的眼睛和呼吸道引起喘息、支气管炎及肺气肿等，同时NOx也是光化学烟雾的组成成分。

除上述三种主要污染物外，汽车尾气污染还有SO₂、游离碳(黑烟)、四乙铅等物质，它们对人体呼吸系统、循环系统、神经系统都非常有害。

目前解决城市交通大气污染难题基本上是从强化政府在城市交通大气污染防治中的环境责任、完善大气污染防治立法、建立健全排污权交易等节能减排的经济激励机制以及打造城市绿色出行系统，已经取得一定的成效。但是，这都是从防治和减少排放的角度出发。随着我国机动车保有量逐年攀升，城市道路上的空气污染可能会越来越严重。

TiO₂是目前人们十分关注的光催化材料，具有高稳定性、耐光腐蚀、无毒等特点，并且在处理过程中不产生二次污染。TiO₂几乎能氧化绝大部分有机物及无机污染物，将其矿化为无机小分子、水、二氧化碳等。但是TiO₂光催化应用没有得到预期效果。TiO₂光催化作用要求颗粒裸露与受处理物质直接接触。以颗粒状存在悬浮在水溶液中的二氧化钛光催化效果很好，却易于凝聚、不易沉降、难以回收。如果负载在玻璃、陶瓷等基片上，必然遇到颗粒的粘合以及高温退火，颗粒要么被包裹，要么长晶变大，光催化效率自然就不会理想。

发明内容

本发明的目的是提供一种植物纤维基纳米二氧化钛薄膜治理空气污染的工艺和装置。在常温条件下将纳米TiO₂沉积在特定处理的多孔植物纤维基片上，无需添加粘合剂和高温退火，保持TiO₂纳米颗粒光催化的最佳状态，用较高光催化效率来处理当前突出的空气污染问题。