[發明專利]一種有源復合催化劑空氣凈化裝置

無效

• 申請號: 200710049101.8
• 申請日: 2007-05-14
• 公開（公告）號: CN101306205A
• 公開（公告）日: 2008-11-19
• 發明（設計）人: 馮良榮;李子健
• 申請（專利權）人: 中國科學院成都有機化學有限公司
• 主分類號: A61L9/015
• 分類號: A61L9/015;A61L101/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及對空氣中的臭氣成份和其它有毒有害污染物進行氧化降解以達到凈化空氣目的的一種凈化裝置。

背景技術

現有室內污染控制技術主要采用過濾、吸附、催化、光催化和等離子體等方法。常見的室內環境凈化產品有噴撒型、覆蓋屏蔽型、直接反應型、物理過濾型、催化氧化反應型、低溫等離子型等六大類。

早期的噴撒型產品主要是“空氣清新劑”等氣味遮蓋物質，這種方法并沒有從實質上清除有毒氣體，反而增加了新的揮發性有機污染物。覆蓋屏蔽型產品的特點是延緩了甲醛、苯等揮發性有機物的釋放，并沒有從根本上消除有毒有害有機物。直接反應型類產品，通過化學反應來消除甲醛、苯或氨等污染物，但功能單一，反應底物單一，不能有效去除室內復合化學污染，且反應產物可能產生生物毒性。另外有一種直接反應型方法，就是在處理的空氣中發生或者加入臭氧，這種方法顯然能夠對較多種類的污染物尤其有機污染物進行氧化，但是這種氧化一般只是部分氧化，而且不能根據污染物的含量控制產生的或者加入的臭氧量，從而在處理后的空氣中還含有臭氧。而臭氧是一種活潑自由基，對人體具有相當大的危害。研究表明，空氣中臭氧含量高于0..2mg/m³的時候，對人體會造成事實上的危害(這也是用臭氧可以殺菌的原因)。這種產品是部分分解了氣態有機污染物，加入了一直危害更大的氣態污染物——臭氧。物理過濾型產品主要是基于活性炭等高比表面物質對有毒物質的吸附作用，即將污染物從氣相轉移到固相，由此造成的吸附飽和、吸附劑再生和二次污染等相關問題并未解決。催化氧化反應型產品，利用自然光或空氣凈化器里面專門設置的紫外光活化激發催化反應，將各種揮發性有機物甚至細菌等微生物氧化成二氧化碳和水，而本身并不消耗。常采用的光催化劑是TiO₂，目前需要解決的關鍵技術問題是如何利用日光進行光催化，提高光催化效率，并完善催化劑的固定技術，避免催化劑被空氣中的粉塵覆蓋后無法接觸光源而失活。另外有一種催化氧化反應型裝置，利用具有氧化能力的物質，比如KMnO₄、MnO₂等，對空氣中的氣態污染物進行催化氧化，但是這類催化劑很難在常溫常壓下(由于處理的空氣量一般比較大，對其加熱加壓并不實際)被空氣中的分子氧恢復到高氧化態而形成催化氧化循環，實際上只是一種直接反應型裝置，而且單純的KMnO₄等氧化劑也很難氧化不同的污染物。低溫等離子型產品用低溫等離子直接來分解氣態有機污染物，但是該種產品需要復雜的等離子發生裝置，而且不容易形成穩定的等離子放電。該產品還有一個致命弱點是其產生的等離子在空氣中產生臭氧，具有與加入或發生臭氧的直接反應型產品同樣的缺點。

尤其需要說明的是光催化氧化型產品，該產品是目前市場上的熱門研究和應用產品。但是該種類型產品有一個致命缺點，就是光催化氧化反應一般是一個1級反應，甚至還不到1級，原始的氣態污染物如苯或者甲苯，不太可能在經過一次催化劑床層后就完全變成無毒無害的二氧化碳和水，總是有中間產物排出，隨著污染物種類的不同，這些中間產物可能比原始污染更加有害。比如中國專利CN1387916A，雖然結合了光催化和臭氧氧化，也對處理過的空氣中的臭氧進行了凈化處理，但是，其無疑也具有上述缺點。并且，由于光催化劑TiO₂比表面積小，而空氣流量又較大，對空氣中ppm級含量的氣態污染物的吸附富集能力有限，使得污染物在催化劑表面停留時間較短，也是無法徹底降解的原因之一。

現有的國內外專利及其它文獻一般都是屬于上述某一種類型的產品，或者是某種催化劑，如光催化劑TiO₂或者氧化催化劑。就申請人所知，幾乎沒有一個文獻能夠提供適用的底物廣、降解徹底、本身不帶來污染的產品。

發明內容

為了解決上述問題，本發明通過先在處理空氣中產生高氧化活性的臭氧，然后該空氣通過具有高比表面積的催化氧化催化劑將空氣中的氣態污染物進行吸附富集并利用臭氧對污染物進行完全徹底的催化氧化降解，生成無毒無害的二氧化碳和水等無機小分子，最后對所處理的空氣中殘留的臭氧進行凈化，將其轉化為氧氣，完成整個空氣凈化的過程。該過程適用污染物種類廣泛，不產生二次污染，整個過程對溫度壓力沒有要求，可在常溫常壓下進行，所有的催化劑都無毒無害，不采用貴金屬，價格低。