[发明专利]二氧化钛空气净化结构及含有该结构的空气净化器

说明书

本发明公开了一种二氧化钛空气净化结构及含有该结构的空气净化器。所述净化结构包括依次设置的进风口、净化部件和出风口，所述进风口处设置进风口滤网，所述出风口处设置出风口滤网；所述净化部件包括陶瓷管、玻璃管和紫外线灯，所述陶瓷管的内表面涂有二氧化钛，所述玻璃管设置在所述陶瓷管内，所述紫外线灯设置在所述玻璃管内。空气净化器包含至少一组所述的二氧化钛空气净化结构。该空气净化器充分运用纳米二氧化钛的光催化作用，不以滤网为净化核心、风阻小、处理空气量大、不产生静电、不产生强烈磁场等优点；拥有杀菌、除臭除异味、灭病毒等效果；具有成本低、效果好、易普及、易推广、适用于各种场合等特点。

技术领域

本发明涉及一种空气净化器，特别涉及一种二氧化钛空气净化结构及含有该结构的空气净化器。

背景技术

21世纪以来，半导体光催化因其强氧化还原反应，能消除有机污染物的性能而备受关注。1967年，日本东京大学的本多建一教授和博士班学生藤岛昭发现用光照射二氧化钛电极可进行水的电解反应，这就是著名的“本多作用的光催化反应”。该光催化反应的原理是：将空气中的水或氧气催化成氧化能力极强的羟基自由基(·OH)和超氧阴离子自由基(O₂·)、活性氧(HO₂·，H₂O₂)等具有极强氧化能力的光生活性基团，这些光生活性基团的能量相当于3600K的高温，具有很强的氧化性，这些强氧化性基团可强效分解各种具有不稳定化学键的有机化合物和部分无机物，并可破坏细菌的细胞膜和凝固病毒的蛋白质载体。

目前，能较好进行光催化作用的纳米物质包括：TiO₂、ZnO、CdS、WO₃、Fe₂O₃、PbS、SnO₂、ZnS、SrTiO₃、SiO₂等，2000年以来，科学家又陆续发现一些纳米贵金属(铂、铑、钯等)具有更好的光催化性能，但其中大多数易发生化学或光化学腐蚀，且贵金属成本过高。与其余纳米物质比较起来，纳米TiO₂不仅具有很高的光催化活性，且具有耐酸碱腐蚀、耐化学腐蚀、无毒等优点，价格适中，性价比较高，因此，目前市面上很多商家会选择纳米TiO₂作为家居净化空气用光催化剂。

TiO₂满的价带和空的导带之间的禁带宽度大概在3.02eV-3.23eV间(金红石型为3.02eV，锐钛型为3.23eV)，当TiO₂吸收了波长小于或等于387.5nm的光子后(约仅能吸收太阳能4％的紫外线)，吸收的光子能量大于禁带宽度时，价带中的电子就会被激发到导带，在导带形成高活性的电子(e^-)，同时在价带相应的形成一个带正电的空穴(h⁺)，即形成了电子-空穴对。TiO₂表面的空穴会与吸附的水分子或羟基(由氧原子和氢原子组成的一价原子团)等发生一系列反应，化学反应式如下：

TiO₂+hv→h⁺+e^-

H₂O+h⁺→·OH+H⁺

O₂+e^-→·O₂^-

·O₂^-+H⁺→HO₂·

2HO₂·→O₂+H₂O₂

H₂O₂+·O^2-→·OH+OH^-+O₂