[发明专利]一种基于紫外激光与TiO2

权利要求书

1.一种基于紫外激光与TiO₂光催化的空气净化装置，其特征在于包括紫外激光器、分光镜、扩束镜组、转折光路组件、净化腔室，所述净化腔室内设有TiO₂网，所述净化腔室通过TiO₂网分割成第一腔室和第二腔室，所述第一腔室和第二腔室交叉呈垂直连通，所述第一腔室位于净化腔室的水平段，所述第二腔室位于净化腔室的竖直段，所述第一腔室的端面设有第一透过窗口，与所述第一透过窗口平行相对的内端面上设有第一反射壁，所述第一腔室内侧面上设有第二反射壁，第二反射壁为漫反射面，所述第二腔室与TiO₂网平行相对的端面上设有第二透过窗口；

所述扩束镜组包括第一扩束镜组和第二扩束镜组，所述第一扩束镜组、第二扩束镜组分别位于第一透过窗口、第二透过窗口的外侧；

所述紫外激光器出射激光经分光镜变为两束光，其中一束光经第一扩束镜组、第一透过窗口进入第一腔室至第一反射壁，再反射至第二反射壁在第一腔室内无限反射，与待处理空气充分接触；

另一束光经转折光路组件、第二扩束镜组后垂直进入第二腔室作用于TiO₂网，所述第一腔室和第二腔室上分别设有进风口、出风口。

2.根据权利要求1所述的基于紫外激光与TiO₂光催化的空气净化装置，其特征在于所述第一反射壁为半球面状。

3.根据权利要求1或2所述的基于紫外激光与TiO₂光催化的空气净化装置，其特征在于所述第一透过窗口、第二透过窗口为紫外透光玻璃，所述紫外透光玻璃上镀覆增透膜，所述进风口和出风口呈斜对角分别设于第一腔室和第二腔室上。

4.根据权利要求3所述的基于紫外激光与TiO₂光催化的空气净化装置，其特征在于所述第一反射壁内侧镀覆紫外高反膜。

5.根据权利要求4所述的基于紫外激光与TiO₂光催化的空气净化装置，其特征在于所述进风口上安装有过滤网，所述扩束镜组还包含扩束准直系统、光束匀化光学系统，所述扩束镜组采用多级扩束方式，单级扩束比不大于1:10，激光发散角为μrad量级。

6.根据权利要求5所述的基于紫外激光与TiO₂光催化的空气净化装置，其特征在于还包括风机，所述风机与进风口或出风口连通。

7.基于权利要求1-6任一项所述的一种基于紫外激光与TiO₂光催化的空气净化装置的净化方法，其特征在于包括以下步骤：

S1、紫外激光器出光经分光镜形成两束光，其中一束光经由第一扩束镜组、第一透过窗口至第一反射壁，形成发散光束反射至第二反射壁，在第一腔室内无限反射振荡叠加，与待处理空气充分接触，另一束光经由转折光路组件、第二扩束镜组、第二透过窗口至TiO₂网，所述第二扩束镜组将紫外激光器出射的光束整形为与所述第二腔室截面相匹配的光束形状，覆盖第二腔室；

S2、待消毒的空气由进风口流经第一腔室初次消毒，经入射激光直接杀毒和反射激光叠加多次消毒，再经由第二腔室消毒后，由出风口排出。

8.根据权利要求7所述的净化方法，其特征在于所述紫外激光器出光的紫外激光波段不大于375nm，所述紫外激光器为连续或脉冲体制，所述紫外激光器的功率不小于2W。

9.根据权利要求8所述的净化方法，其特征在于所述净化腔室内壁为铝合金材料，表面粗糙度不小于Ra3.2。

10.根据权利要求9所述的净化方法，其特征在于所述第一腔室、第二腔室为圆柱形，垂直交叉连通，截面直径为20cm，长度和高度为不小于0.5m，循环处理风量不小于200m³/h。