[發明專利]流體凈化的方法及裝置

有效

• 申請號: 200810093143.6
• 申請日: 2008-04-17
• 公開（公告）號: CN101293163A
• 公開（公告）日: 2008-10-29
• 發明（設計）人: 羅瑞真;陳耀偉
• 申請（專利權）人: 雅高思先進科技有限公司
• 主分類號: B01D53/00
• 分類號: B01D53/00;B01D53/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 劉冬;林森

技術領域

本發明涉及通過增加流體的流速及凈化效率來凈化流體的方法和 裝置。本發明尤其涉及可永久地去除目標分子(target?molecules)及可連 續自我再生的具有過濾器核心的空氣凈化系統。

發明背景

傳統的空氣凈化涉及HEPA濾器、離子機(ionizer)，或靜電除塵器 去除空氣里的微粒狀物質及空中傳播的細菌。為減少氣相污染物，也 使用吸附材料，包括活性碳及分子篩。但吸附僅在使用初期有效，但 此效果會最終因吸附材料的吸附飽和而逐漸下降。使用吸附材料并不 是環保的方法，因為其需要頻繁地更換吸附材料，且其吸附原理僅僅 只是把氣相污染物轉移為顆粒污染物而已。

也可使用臭氧發生器用于氧化氣體污染物。臭氧發生器產生的臭 氧，如果其濃度比較低時，是不能有效凈化空氣的，但是，高濃度的 臭氧卻對人體造成傷害。一般對流層的臭氧氣體的壽命約為22天。要 縮減臭氧的壽命，可結合臭氧或氧化劑于吸附材料里，在這種情況下， 吸附材料作為一個局限的媒介用于使所述反應發生。

CN1625675A公開氧化劑及沸石的應用。污染物首先通過氧化發 生器，然后進入分子定居的分子篩。此凈化過程的效率低，因為即使 分子篩或沸石里的微米/納米小孔帶有反應的活性位點，局限于小孔例 如分子篩和沸石的微米/納米小孔中的污染物的氧化作用仍然太慢。這 是因為當反應物進入所述小孔時，它們的能量正是處于最低水平階段。 換句話說，反應劑正處于極穩定狀態下，很難啟動和開始任何反應。 此外，沸石和分子篩子里的小孔容量大小于整個反應過程中是恒定的。 因此在反應中產生的較小尺寸的有害中間體不會被局限于小孔里，而 是會釋放到外界環境中。

US5,835,840公開一種利用在氧化鈦表面上的光催化氧化的空氣 凈化方法。一種催化劑如二氧化鈦被固定于基質或風管(duct)表面，以 便當空氣從其中流過時，使紫外光照射于催化劑上。但是，于催化劑 表面進行的污染物的光催化氧化作用的過程太慢，并不適合應用于高 氣流的裝置里。因而對于高氣流時并不可行。高氣流可以采用帶有紫 外光照射系統的長風管，并控制空氣的流速。該系統的設計受到限制， 因為紫外光照射系統必須直接射照著催化劑的表面。使用用于紫外光 照射系統的長風管，增加了系統的體積，也妨礙進行小型化的設計。 系統亦無法處理高濃度的氣體污染物。

發明簡述

在第一個優選的方面，本發明提供一個流體凈化的催化系統，該 系統包括：

至少一個光子源，以實質分解流體中的最少兩種類型的目標分子， 形成短壽命中間體(short?lived?intermediates)；和

陶瓷核心，其包含至少一種類型的微米小孔，以吸附短壽命中間 體，用于短壽命中間體的鏈增長反應(propagation?reaction)和終止反應 (termination?reactions)。

所述的微米小孔可以包括納米小孔。

所述的系統也可包括至少一臺帶電離子發生器，用于在流體中產 生帶電離子，所述至少一臺帶電離子發生器被安裝于所述陶瓷核心的 上游位置。

所產生的帶電離子可以占據陶瓷核心空間體積的一定空間，并能 夠在與此前已占據陶瓷核心微米小孔的帶電離子進行交換時，同時改 變陶瓷核心的空間容量。

所述陶瓷核心可以是一個帶電荷的框架，且其所攜帶的電荷被陶 瓷核心微米小孔中包含的至少一種類型的正離子、至少一種類型的負 離子，或正離子和負離子的混合物平衡。

所述微米小孔的空間容量基本同時被改變，以便在鏈增長反應期 間容納短壽命中間體，直至該反應終止。

所述陶瓷核心的納米小孔可以排列成槽道形式，所述槽道形式是 根據一、二或三維槽道或其組合中的任何一種形成的。

所述陶瓷核心的制造材料可包括任何選自以下的材料：氧化物， 非氧化物，或由氧化物和非氧化物形成的強化微粒的組合物，或以上 材料的混合物。

所有目標分子可以為均相狀態。

如果所述系統被用于空氣凈化器系統，則所述至少一個目標分子 為選自以下的任何一種揮發性有機化合物：烷烴、烯烴、炔烴、鹵素、 醛、酮、羧酸、醚、酯、胺、酰胺、醇、環狀化合物，及它們的混合 物；且所述目標分子被至少一個光子源照射后，能被光分解為碳活性 中間體(carbon?reactive?intermediates)。