[發(fā)明專利]一種去除室內(nèi)VOCs的空氣凈化器及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710016531.3
• 申請日: 2017-01-10
• 公開（公告）號: CN106823781A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張彭義;王海燕;鄭紅;徐同舟
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學
• 主分類號: B01D53/86
• 分類號: B01D53/86;B01D53/66;B01D53/72;B01D53/74;B01J23/34;B01J35/02
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11201
• 代理人: 黃德海

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及空氣凈化技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種真空紫外光催化空氣凈化器。

背景技術(shù)

近年來，環(huán)境污染的控制與治理是人類社會面臨和亟待解決的重大課題，人們對環(huán)保的認識已由室外延伸到了室內(nèi)。從汽油、建筑材料、家具、香煙、電器等釋放到室內(nèi)的揮發(fā)性有機化學物質(zhì)(VOCs)多達三百多種，其中包括甲醛、苯系物、氨、二氯(三氯)乙烯、一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫等高危險、高毒害氣體。這些化學物質(zhì)會引發(fā)人類和動物身體機能的功能異常，長期吸入甚至可以引起白血病、癌癥等疾病。面對室內(nèi)空氣污染的嚴峻形勢，人們迫切需要尋求一種經(jīng)濟有效且環(huán)境友好的處理方法。

室內(nèi)空氣的凈化方式分為自然凈化法和強制凈化法。自然凈化就是通過自然通風，開窗通風換氣或安裝排風扇，用新鮮空氣置換室內(nèi)被污染的空氣，適合污染物較輕的場合，同時自然凈化的效果取決于室外環(huán)境的清潔程度。強制凈化則是采用一定的技術(shù)或技術(shù)產(chǎn)品使室內(nèi)空氣的質(zhì)量好轉(zhuǎn)，特別適用于居室和辦公場所等具有密封性且污染物很難向室外擴散的情況。

強制凈化又可分為回收法和分解法兩種方式。回收法是室內(nèi)空氣的傳統(tǒng)處理方法，通常利用物理或化學方法將空氣污染物進行收集，例如機械過濾式、吸附式、靜電式、負氧離子空氣凈化器等。該類方法對于固體顆粒污染物的去除效果較好，缺點是對于氣態(tài)污染物特別是VOCs的去除效果較差。對于吸附式凈化裝置，隨著時間的推移，吸附材料將達到飽和，當溫度、風速升高到一定程度的時候，所吸附的污染物就有可能游離出來，再次進入室內(nèi)空氣之中，因此需要定時更新。

分解法是通過化學反應(yīng)將氣態(tài)污染物降解，最終變?yōu)閷θ梭w無害的物質(zhì)，例如光催化空氣凈化器、臭氧空氣凈化器和生物法空氣凈化器，其中光催化技術(shù)作為一種新型氧化技術(shù)日益受到國內(nèi)外學者的關(guān)注。2003年有研究者考察了納米TiO₂涂料的光催化性能以及市面上銷售的幾種光催化空氣凈化器的性能(暖通空調(diào)2002,32，23-25；北京工業(yè)大學學報2005，31，58-62)，發(fā)現(xiàn)TiO₂顆粒對二氧化氮、二氧化硫及甲醛等室內(nèi)空氣污染物均有較好的降解效果并列舉了幾種光催化空氣凈化器所存在的一些技術(shù)問題，如納米材料負載的不夠牢固或幾乎沒有起到作用等，其研究為今后光催化空氣凈化器的研制開發(fā)提供了基礎(chǔ)。2007年，研究者將WO₃改性的P25負載于蜂窩鋁(Indoor Air 2007，17，305–316)，在UVC(254nm)光下光催化降解低濃度VOCs取得良好的降解效果，但能耗過高成本高。2013年有報道將TiO₂負載在碳織物纖維上(Journal of Hazardous Materials 2013，261，130–138)，在真空紫外光下光催化凈化室內(nèi)空氣，能耗較低降解效率較高，但是該方式存在不能有效去除產(chǎn)生的過多臭氧而形成污染。2014年，研究者將Pd負載于TiO₂薄膜上，在室溫下真空紫外光催化降解甲苯和臭氧獲得了很好的去除效果(Chemical Engineering Journal 2014，252，337–345)，但是該方法引入貴金屬Pd，提高制備成本不便于實際應(yīng)用。

綜上所述，室內(nèi)空氣凈化器還是一個新舊技術(shù)并存的領(lǐng)域也是一個很有發(fā)展前途的領(lǐng)域。如今，各種室內(nèi)空氣凈化器層出不窮，但就凈化效果來說都不是很理想。必須綜合各種凈化原理的優(yōu)點，完善其性能，設(shè)計出綜合性較強的多重凈化作用的室內(nèi)空氣凈化器，才能徹底提高室內(nèi)空氣品質(zhì)。

利用二氧化鈦作為光催化劑，在真空紫外光下催化降解VOCs，包括難降解物質(zhì)和其他方法難以除去的痕量污染物，最終生成CO₂和H₂O。雖然存在催化劑失活、催化劑難以固定、濃度降低降解效率也隨之下降、產(chǎn)生多余臭氧等缺點，但總體上該技術(shù)有望成為凈化室內(nèi)空氣中VOCs的有效手段。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提出一種去除室內(nèi)VOCs的空氣凈化器，本發(fā)明可以在室溫下持續(xù)、快速地降解室內(nèi)空氣中的VOCs，同時凈化二次污染物和多余的臭氧，且結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，可為室內(nèi)人員提供更健康的生活環(huán)境，對于光催化空氣凈化器的發(fā)展具有重要意義。

一種去除室內(nèi)VOCs的空氣凈化器，其特征在于，所述凈化器包括底殼、光催化降解單元、臭氧分解凈化單元、風扇、頂殼、外殼體；

所述底殼具有篩孔用于空氣流入和過濾大顆粒雜物，底殼下安裝有支腳；