[實用新型]一種基于非對稱性凈化材料的多孔炭質單元

有效

• 申請號: 201720650548.X
• 申請日: 2017-06-01
• 公開（公告）號: CN206810060U
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發明（設計）人: 仇健;馮冠華;吳立新
• 申請（專利權）人: 江蘇康潤凈化科技有限公司
• 主分類號: B01D53/86
• 分類號: B01D53/86;B01D53/88
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種基于非對稱性凈化材料的多孔炭質單元，屬于環境凈化領域，主要應用于空氣凈化，可能還涉及土壤修復等行業。

技術背景

室內空氣污染嚴重危害人類健康，房間內比如像香煙氣體當中含有乙醛、尼古丁為代表的多雜環芳烴、臭味分子等物質都具有一定的生物毒性作用，例如：乙醛具有纖毛毒性，可減少肺巨噬細胞數；尼古丁會使人上癮或產生依賴性，重復使用尼古丁也增加心臟速度和升高血壓并降低食欲；車內的材料比如用于車門內外夾層間的填充材料為棕麻絲等天然材料，這些材料有時會先期加入低成本的甲醛以防霉變，但是如此的做法也損害了消費者的健康。因此，利用一定的技術手段可以對室內的氣體污染進行治理。

室內污染治理的方式有多種，按照類型來分主要分為三種：第一種為自然換氣法，屬于物理稀釋法，像通風透氣，優點在于簡單，成本低，使用前提是外界空氣質量良好并且室內具有與外界連接的窗口；第二種為依靠主動凈化裝置的方法，利用HEPA濾網過濾，活性炭纖維的材料過濾，靜電除塵裝置進行過濾，臭氧發生器氧化分解，或是利用光催化材料進行降解；第三種為被動凈化的方式，利用墻壁或建材的特殊功能涂層進行氣體凈化，涉及物理吸附以及催化降解過程。其中，空氣凈化器與環保涂層產品中的光催化材料技術是目前空氣凈化領域中的熱點研究方向之一。不過光催化空氣凈化器內部需要安裝紫外光源，某些型號的紫外光源會產生臭氧，而空氣凈化器開啟時，房間一般都處于關閉狀態，這樣會導致密閉室內臭氧濃度過高，對健康產生不良影響。其次，傳統的光熱催化劑中，總會出現載流子復合現象，抑制反應的正常進行。

實用新型內容

本實用新型的目的在于針對目前存在的缺陷而提供一種基于非對稱性凈化材料的多孔炭質單元，能夠對近紅外波段輻射進行響應，并且當安裝于空氣凈化設備中時，產生催化凈化效果。

為了解決以上的技術問題，本發明的技術方案為：

一種基于非對稱性凈化材料的多孔炭質單元，包括：內部柔軟的多孔活性碳質纖維氈基材，前后兩張固定網片與外部的框組成，所述凈化單元的多孔活性碳質纖維氈基材表面負載有非對稱性材料，所述非對稱性材料是由熱敏感材料、載流子單向閥材料以及改性小粒徑鈦基氧化物材料組成的催化單體，其中載流子單向閥材料兩側分別是熱敏感材料和改性小粒徑鈦基氧化物材料。

進一步地，多孔活性碳質纖維氈基材比表面積為1000-1800m²/g。

本實用新型所述一種基于非對稱性凈化材料的多孔炭質單元，通過負載非對稱性材料，可以在多孔活性碳質纖維氈基材表面形成一層特殊的凈化區域。利用近紅外輻射，尤其是利用環境熱能產生的近紅外輻射，并且多孔活性碳質纖維氈基材也會吸收熱輻射增強催化反應。不論如何，最終結果是可以激發近紅外響應的熱敏感材料，非對稱性材料單體內部由于熱效應產生內生電場，其中熱敏感材料作為氧化反應發生極，可以對空氣中的有毒有機物進行降解；而改性小粒徑鈦基氧化物作為還原反應發生極，可以對空氣中的細微的金屬顆粒進行還原解毒；而載流子單向閥材料，類似于單向閥，可以促進電荷偏轉，維持內生電廠的穩定，這樣氧化還原在兩極分別進行，提升了催化反應效率。

多孔活性碳質纖維氈基材表面的粉劑物質以各種形態存在，第一種是改性小粒徑鈦基氧化物材料對外，熱敏感材料向里，這樣的情況材料主要起到還原功能；第二種是熱敏感材料對外，改性小粒徑鈦基氧化物材料向里，這樣的情況材料主要起到氧化供能；第三種是非對稱性材料“傾倒”狀態，也就是熱敏感材料和改性小粒徑鈦基氧化物材料都暴露出來，那么材料具有氧化、還原兩種功能。所以，最終凈化效果是這幾種情況的綜合結果。

多孔活性碳質纖維氈基材具有吸熱能力強的特性，可以富集增強環境中的熱量，并提供給非對稱性材料。另外，所述基于非對稱性凈化材料的多孔活性炭單元，冬天還可以與密閉房間內的電加熱器一起配合使用，可以利用加熱器的熱能來進化室內空氣。

采用本實用新型的技術方案，優勢在于采用熱催化這項綠色技術，構建了以載流子單向閥材料為基礎的催化材料體系，提升了載流子傳遞速率；加入熱敏感材料，使得材料體系在熱輻射下具有催化凈化作用；構建非對稱性非對稱性材料體系，將氧化還原反應分區域進行，提升凈化效果。

附圖說明

圖1是基于非對稱性凈化材料的多孔炭質單元實施例的結構圖；

附圖標記：1、多孔活性碳質纖維氈基材；2、固定網片；3、框；4、非對稱性材料；5、熱敏感材料；6、載流子單向閥材料；7、改性小粒徑鈦基氧化物材料。

具體實施方式