[实用新型]一种新型高效的室内多污染物一体式净化装置有效

专利信息
申请号: 201922056571.8 申请日: 2019-11-26
公开(公告)号: CN211585955U 公开(公告)日: 2020-09-29
发明(设计)人: 张亚斌;郝艳红;马卓慧 申请(专利权)人: 山西大学
主分类号: B01D53/44 分类号: B01D53/44;B01D53/86;B01D46/24;B01D46/30
代理公司: 太原晋科知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 14110 代理人: 任林芳
地址: 030006*** 国省代码: 山西;14
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摘要:
搜索关键词: 一种 新型 高效 室内 污染物 体式 净化 装置
【说明书】:

实用新型属于室内空气净化技术领域,具体涉及一种新型高效的室内多污染物一体式净化装置。包括机壳;气流循环组件,其设置在所述机壳内;过滤组件,其设置在所述机壳内,所述过滤组件包括一级过滤层和二级过滤层;光催化反应组件,其设置在所述机壳内,所述光催化反应组件包括发光部、反应器套筒、底座以及挡光套筒,所述反应器套筒侧壁下部分布有沿其本体切向贯通其内部的若干个进气管。所述反应器套筒内壁分布有光催化剂;U型导气管,用于将所述反应器套筒内与所述机壳上层空间连通。本实用新型结构简单,性能优化,能同步去除房屋内特别是刚装修房间中的有极大毒害的挥发性有机物及颗粒污染物,实现室内空气的彻底净化。

技术领域

本实用新型属于室内空气净化技术领域,具体涉及一种新型高效的室内多污染物一体式净化装置。

背景技术

据统计,人类一天大约有60%-90%的时间在室内休息或工作,而室内空气污染程度远远高于室外,这样的环境对人体健康的影响显而易见。室内污染物主要包括颗粒物(包括悬浮颗粒物和可吸入颗粒物)、挥发性有机化合物(VOCs)以及细菌病毒等,这些污染物具有隐蔽性、累积性、多样性、持久性等特点,正在潜移默化地威胁着人们的健康。其中挥发性有机污染物最具隐蔽性和危害性,也最难以有效根除。目前主要去除方法有化学法、物理吸附法、空气负离子净化技术、植物净化法、光触媒技术等。但这些现有技术存在许多问题。例如:各种具有强氧化性的各种捕捉剂有效作用期短,对人体健康也有危害。活性炭产品吸附效果明显,但吸附并非分解,吸附饱和后很容易再次释放造成二次污染。空气负离子净化技术容易产生臭氧造成二次污染,而植物净化则较为缓慢。随着国家对室内环境标准的制定日趋完善,人们生活水平提高以及环保意识加强,室内环境治理已成为全社会的共识、必然需求和发展趋势。

光催化技术是一种绿色节能的高效净化技术,其中,TiO2是一种被广泛应用的半导体光催化剂,其产生的自由基对光催化氧化起决定性作用。TiO2光催化氧化反应具有反应条件温和、普适性、设备简单成本低、产物无污染等优势,受到了各净化技术厂家和环境工作者的高度关注。但是,在应用过程中TiO2也暴露出一些问题,比如纳米颗粒非常细小,容易进入人体影响健康,且回收非常困难;TiO2光催化剂的太阳能利用率较低(5%以下),直接将其放置在房间各处,光催化效率低;室内相对较低的挥发性有机污染物浓度,使其在催化剂表面吸附过程较慢,从而导致反应过程较慢;过多室内颗粒污染物和水气分子在催化剂表面不断积累,从而堵塞催化活性位点,造成TiO2迅速失活。

局域表面等离子共振(LSPR)应用于光催化技术近几年已引起广泛关注。目前,国内外围绕不同贵金属和半导体开展了许多的研究,将贵金属与金属氧化物、非金属氧化物等复合制备了多种新型等离子体共振催化剂。其强化机理是半导体上载入具有LSPR效应、自由电子迁移率高的纳米结构材料(主要是Ag、Au等),这些贵金属纳米粒子具有强烈的光-物质相互作用特性,纳米结构材料与表面价电子集体震荡频率匹配的光子相互作用时会发生局域表面等离子体共振现象。此时,在纳米结构表面产生的强电磁场和高浓度的高能载流子,因此有效提高光催化效率。更为重要的是,当两邻近金属纳米粒子之间形成极强的电磁梯度时就会产生一个电磁梯度力来实现对微小粒子特别是含苯环的有机物分子的捕获和移动,是为光学捕获力。借助于等离子体共振金属的这种捕获力能够快速吸附捕捉VOCs,这样就能够保证在极短的污染物与催化剂接触时间内实现挥发性有机污染物的快速降解。这个光照导致的吸附过程是可逆的,当停止光照时,产物就很容易脱附下来,从而使光催化剂不易失活。该方法稳定性高,成本低,吸附效果显著,不产生任何毒副作用。如果将具有等离子共振效应的金属纳米颗粒负载到TiO2上用于紫外光催化降解VOCs及杀灭细菌病毒,再与颗粒污染物净化装置进行一体化整合,从而实现室内污染物的一体式去除。

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