[發明專利]光觸媒空氣凈化模塊及其組成的空氣凈化裝置

有效

• 申請號: 201210311494.6
• 申請日: 2012-08-28
• 公開（公告）號: CN102793943A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 張怡
• 申請（專利權）人: 廣東科立盈光電技術有限公司
• 主分類號: A61L9/18
• 分類號: A61L9/18;A61L9/22;A61L9/20;B01D53/76;B01D53/44
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 梁瑩

技術領域

本發明涉及一種空氣凈化模塊，特別涉及一種光觸媒空氣凈化模塊及其組成的空氣凈化裝置。

背景技術

光觸媒材料是一類以TiO2為代表的具有光催化功能的半導體的總稱，能在光照射條件下使電子被激發，形成的電子和空穴與空氣中氧氣和水分子反應形成氧化力極強的氫氧自由基，可捕殺空氣中的細菌，降解有機污染物從而實現凈化空氣的目的。目前已有的光觸媒空氣凈化技術的瓶頸在于催化反應的量子效率低，即產生的有效電子或空穴與入射光子的比值低，存在光源利用率低的缺陷，提高光催化反應的量子效率是改進光觸媒空氣凈化技術的關鍵。已有的光觸媒空氣凈化設備中，提高光觸媒反應效率和保證氣流量是一對無法解決的矛盾，只能在兩者選其一。目前，在現有產品中光觸媒擔載體結構（光觸媒材料擔載于光觸媒擔載體上）通常采用與光照垂直布置和平行搭配垂直布置兩種布置方案：1、光觸媒擔載體采用與光照垂直的布置方案，此時光觸媒擔載體分為網狀結構和海綿狀結構兩種，網狀結構（大都采用單層平面網狀結構，或者簡單的將單層重疊為多層，層與層之間并沒有結構變化）很難在有效的光觸媒反應效率下保證氣流量，海綿狀結構雖然有較好的空氣凈化效果但不能充分利用材料；2、光觸媒擔載體采用與光照平行搭配垂直的布置方案，對材料使用是極大的浪費，光觸媒反應效率低。

現有研究表明光催化反應主要發生在光觸媒材料的表面或近表面，在傳統設計中，氣流是簡單穿過光催化擔載體，氣體中的污染物很難充分的與氫氧自由基接觸而得以凈化。傳統設計中，為了得到較好的空氣凈化效果會犧牲氣體流速、光能利用率和材料利用率，遠遠不能滿足環保要求。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種光觸媒空氣凈化模塊，該空氣凈化模塊中，光觸媒擔載體不是采取現有技術中的簡單重疊排列，而是采用交錯排列方式，增加空氣與光觸媒擔載體的接觸次數，同時也有利于光源充分照射在光觸媒擔載體上，對于光觸媒的反應效率和空氣凈化的效果，均有顯著的提高。該空氣凈化模塊還可組成空氣凈化裝置。

本發明的目的由下述技術方案實現：一種光觸媒空氣凈化模塊，包括光源和光觸媒擔載體，光觸媒擔載體上設置有光觸媒層，其特征是，所述光觸媒擔載體分層設置，層與層之間空間平行，層與層之間的光觸媒擔載體交錯排列；所述光源照射在光觸媒擔載體上。

通過如上方案，光源可以充分地照射在光觸媒擔載體上，而不是像傳統簡單疊加方式那樣，光源只能照射在位于表層的光觸媒擔載體，因此可以大大提供光源利用率和光觸媒的反應效率。由于光觸媒擔載體交錯排列，讓光觸媒材料可以更好的與空氣中的污染物接觸并反應，而又能保證氣流速度，有利于提高空氣凈化的效果。

更具體地說，所述層與層之間的光觸媒擔載體交錯排列是指采用如下方式之一進行排列：⑴相鄰兩層之間的光觸媒擔載體在同一平面的垂直投影有重疊，垂直投影所在的平面與光觸媒擔載體層空間平行；⑵第n層的光觸媒擔載體與（n+2）層的光觸媒擔載體在同一平面的垂直投影有重疊，第n層的光觸媒擔載體與其相鄰層的光觸媒擔載體在同一平面的垂直投影不重疊，其中n為自然數，垂直投影所在的平面與光觸媒擔載體層空間平行；⑶任意兩層光觸媒擔載體在同一平面的垂直投影均不重疊，且全部的光觸媒擔載體在同一平面的垂直投影實現無縫隙連接，垂直投影所在的平面與光觸媒擔載體層空間平行。

在第⑴種方式中，相鄰兩層的光觸媒擔載體不完全重合；在第⑵種方式中，相鄰兩層不重疊，隔層重疊；在第⑶種方式中，光觸媒擔載體在同一垂直投影平面可以實現不重疊但是無縫隙連接，即假設光觸媒擔載體為方形，所有的光觸媒擔載體在同一平面的垂直投影形成一個方形或者是多個方形邊沿相連接；這種方式對光源的利用率也是最高的。

作為優選，在所述的第⑶種方式中，光觸媒擔載體設置有兩層以上，每層的光觸媒擔載體均設置兩塊以上，每層中的光觸媒擔載體平行且間距相同設置，所有的光觸媒擔載體都相同。這樣光觸媒空氣凈化模塊就具有足夠的空氣凈化能力。

作為另一優選，在所述的第⑶種方式中，光觸媒擔載體設置有兩層，兩層光觸媒擔載體的連接形成波形完全相同的方波狀，兩層的光觸媒擔載體分別位于方波狀的最高平面和最低平面。這樣光源照射面積更小，而且還兼顧了氣流量的優化。

所述兩層光觸媒擔載體之間的垂直距離H=（1/2～1/3）D1，其中D1是指同一層中相鄰兩塊光觸媒擔載體之間的垂直距離。這樣的層間距離，空氣凈化效率最高。