[發明專利]一種仿生催化去除甲醛的空氣凈化器

有效

• 申請號: 201510001136.9
• 申請日: 2015-01-03
• 公開（公告）號: CN104587793A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發明（設計）人: 諶興華;呂汪洋;王宇;林承浩;梁蘇亮;張旭倩;陳文興
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: B01D53/02
• 分類號: B01D53/02;B01D53/72;B01D53/86;B01J31/22
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務所有限公司 33241
• 代理人: 周豪靖

技術領域

本發明涉及一種空氣凈化器，尤其是一種仿生催化去除甲醛的空氣凈化器，屬于日常生活防護用品領域。

背景技術

甲醛是目前居室的最大污染源。甲醛(分子式：HCHO)亦稱蟻醛，是最簡單的醛類，通常情況下是一種可燃、無色及有刺激性的氣體。易溶于水、醇和醚。甲醛為較高毒性的物質，已經被世界衛生組織確定為致癌和致畸形物質，是公認的變態反應源，也是潛在的強致突變物之一。長期接觸低劑量甲醛可引起慢性呼吸道疾病，引起鼻咽癌、結腸癌、腦瘤、月經紊亂、細胞核的基因突變，DNA單鏈內交連和DNA與蛋白質交連及抑制DNA損傷的修復、妊娠綜合癥、引起新生兒染色體異常、白血病，引起青少年記憶力和智力下降。在所有接觸者中，兒童和孕婦對甲醛尤為敏感，危害也就更大，濃度更高時可引起惡心嘔吐，咳嗽胸悶，氣喘、肺水腫、甚至會立即致人死亡。

居室內甲醛的主要來源是室內裝修和購買家具。由于裝修和家具制造要使用大量人造板材(如膠合板、大芯板、中纖板、刨花板、強化地板和復合木地板等)，而生產人造板需大量使用以甲醛為原料制造的膠粘劑，由于膠粘劑中的甲醛釋放期很長，一般長達15年，導致甲醛成為室內空氣中的主要污染物。

為了消除室內甲醛對人體的危害，需要選購適當空氣凈化器來解決這個問題。所謂空氣凈化器是一種能凈化空氣的一種工具。即通過自身的風機或者外界的風機使室內的空氣不斷經過空氣凈化器，污濁的空氣在經過凈化模塊時，通過活性炭網、高壓靜電、光催化，電催化等技術，逐漸將空氣中的有毒氣體和顆粒物質去除，最后干凈的空氣由出風口送出。空氣凈化器按照凈化技術可分為物理吸附、光催化、化學絡合、負離子等技術。

從市場現有空氣凈化器來看，去除甲醛的功能不盡人意，或多或少存在下列問題：1、去除能力有限而且速度很慢，例如吸附劑吸附法；2、去除能力強但會引起環境的二次污染，例如臭氧氧化法和化學絡合法；3、去除能力強但構造復雜動力消耗大，成本高昂，例如光催化法。

金屬酞菁是一種結構類似金屬卟啉，具有大π共軛結構的化合物，它有很好的化學穩定性且可合成多種金屬酞菁衍生物，作為催化劑有很大的應用前景。金屬酞菁負載到載體上，可以實現金屬酞菁異相催化的優點，活性碳纖維材料是一類可傳導電子的纖維材料，同時具有較強的吸附作用。將金屬酞菁負載到活性碳纖維上，可以將甲醛高效吸附去除，通過電催化可以原位分解甲醛，實現再生。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服上述背景技術的不足，目的是提供一種能快速高效去除甲醛并且環境友好、耗電低、快速高效去除甲醛的空氣凈化器。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種仿生催化去除甲醛的空氣凈化器，包括殼體，殼體上方設有至少一個空氣進氣口，殼體下方側面設有至少一個出氣口；殼體內由上而下依次設置高效過濾層、鼓風機、高壓導管、安裝于高壓導管內的空氣質量檢測器和電催化凈化裝置，高壓導管一端與鼓風機相連，另一端連接單向導氣閥門A和單向導氣閥門B，單向導氣閥門B與電催化凈化裝置的箱底相連，鼓風機將外界空氣經過高壓導管導入后，由單向導氣閥門B進入電催化凈化裝置后從出氣口排出。

所述電催化凈化裝置包括陽極平板、陰極平板、電催化液和細密金屬網，陰陽兩級間距離為1-6cm。

所述陽極平板為高純石墨，陰極平板為負載金屬酞菁催化劑的活性碳纖維，其外部用細密金屬網固定。

所述電催化凈化裝置的輸入電壓為4-20V，輸入電流5mA-2A。所述電催化液選用硫酸鈉溶液，濃度為3-5％。

所述負載金屬酞菁催化劑的活性碳纖維，是含吡啶基團的改性碳纖維與金屬酞菁之間是通過配位鍵方式結合，使用的金屬酞菁特征具有式1結構，其中：M可以是錳、鐵、鈷、鎳、銅過渡金屬離子；R₁、R₂、R₃、R₄分別為-H、-NH₂、-COOH、-NO₂、-NHCOCH₃、-NHSO₃H、-SO₃H中的任意一種，

所述的碳纖維直徑在0.2-20μm之間，碳纖維形狀是長絲狀、短纖維狀以及短切纖維狀的碳纖維或活性碳纖維；碳纖維是預氧絲、碳化絲、成品絲。所述負載的金屬酞菁質量百分數為0.08-8％，負載的吡啶基團的質量分數為0.2-15％。