[發明專利]磁強化光催化風輪與空氣凈化方法

無效

• 申請號: 200810017710.X
• 申請日: 2008-03-14
• 公開（公告）號: CN101244375A
• 公開（公告）日: 2008-08-20
• 發明（設計）人: 張宗權;魯百佐;何地平;楊宗立;季淑莉;王振幫;任耀輝
• 申請（專利權）人: 陜西師范大學
• 主分類號: B01J19/08
• 分類號: B01J19/08;F24F3/16
• 代理公司: 西安永生專利代理有限責任公司
• 代理人: 申忠才

技術領域

本發明屬于空氣凈化技術領域，具體涉及一種用于空氣凈化的磁強化光催化風輪及其空氣凈化方法。

背景技術

空氣污染的危害性已為全社會所共識，納米光催化以其一系列的優異特點，被認為是最有發展前景的空氣污染物凈化技術之一。但目前存在的主要問題是所制得的納米光催化劑，在使用中光生電子—空穴極易自然復合，致使其光催化量子效率很低，影響了其工業化應用。對納米光催化劑在使用中采取物理或化學方法有效分離光生電子—空穴、減少自然復合、提高其光催化量子效率，已成為非常必要的研究課題，并取得了可喜的進展。

《精細化工》2005年4期“幾種電子受體對TiO₂光催化降解活性的影響”和《四川有色金屬》2004年4期“影響TiO₂光催化活性的因素及提高其活性的措施”論述了目前較為成熟的提高光催化效率的幾種化學方法。研究表明，光催化反應中電子受體O₂.H₂O₂.O₃等的引入，可以使光生電子—空穴連續有效分離，減少自然復合，提高光催化效率。

利用物理多場能(光、聲、電、磁等)增強和加快化學反應，早在上世紀五十年代人們就作過大量研究，取得了不少成果。特別是近年來物理多場能與納米光催化的協同用于環境污染的治理，成了新的研究熱點，磁場與納米光催化的協同作用研究是其熱點之一?！豆I催化》2005年2期“磁場助Y₂O₃/TiO₂粉體的光催化性能研究”和《西安交通大學學報》2006年7期“磁場TiO₂光催化耦合降解酸性3R的研究”就磁場提高光催化量子效率的物理機理作了探討。

專利號為ZL03137060.8，發明名稱為《光—磁協同催化技術及其在降解有機污染物上的應用》的中國發明專利，提出了一種光磁協同催化技術降解污染物的方法，其特征是在管式反應器中設置顆粒光催化劑，在管外施加電磁場，提高光催化量子效率。該方法原理是通過磁場作用于光催化反應過程產生的zeeman效應，增加三線態自由基的比率，減少自由基的復合，提高其量子效率。但這種應用單純的物理方法對于光催化量子效率的提高仍是很有限的。

申請人的專利號為ZL?2005?1?0096209.3，發明名稱為：《中央空調通風系統光聲催化空氣殺菌凈化裝置》的中國發明專利，其核心結構為：采用上半部處于氣流通道中，下半部浸在含有H₂O₂的凈化液中由電機驅動的光催化風輪。工作時，用轉動的光催化風輪上設置的風輪光催化網—表面制備有納米TiO₂的不銹鋼網，進行空氣污染物的吸附、轉移與催化凈化。同時，用光催化風輪在凈化液中轉動時粘附在光催化網上的凈化液中的H₂O₂作為光生電子受體，減少了光生電子—空穴的自然復合，提高了其光催化效率。上述結構的光催化風輪與凈化液中H₂O₂的結合使用，使凈化裝置中的光催化凈化效能得到了一定的提高，但仍存在一定的不足。其一，普通不銹鋼光催化網的比表面積較小，負載的光催化劑量少，對空氣污染物的捕集、吸附、凈化能力較差。其二，用H₂O₂作為電子受體，是一種純化學方法，使用中隨著凈化液中H₂O₂量的變化，效果的穩定性較差，且成本較高。同時，進入氣流中的H₂O₂會對下游氣流通道中的金屬件造成腐蝕損壞，即產生二次污染，不利于長期使用。因此在應用上進一步開發、解決上述方法或裝置中單純的物理或化學方法提高光催化效率的不足，將提高光催化效率的物理與化學方法高效協同，低成本、更有效、更安全的提高光催化效率，有著重要的技術意義。

發明內容

本發明所要解決的一個技術問題在于克服上述裝置與方法的缺點，提供一種設計合理、結構簡單、氣阻小、運行成本低、光催化凈化效率高的磁強化光催化風輪。

本發明要解決的另一個技術問題在于提供一種使用磁強化光催化風輪凈化空氣的方法。

解決上述技術問題所采用的技術方案是：套裝在輪軸外的軸套上至少設置有2個骨架盤，每個骨架盤上設置有相同數量、且至少4個徑向均布的骨架，在相鄰骨架盤上相對應的骨架之間設置有1個磁強化催化單元，磁強化催化單元的外圍設置有非導磁固定網。