[發明專利]用于果蔬儲藏室的智能光催化抗菌保鮮裝置及其保鮮方法

在審

• 申請號: 201810263308.3
• 申請日: 2018-03-28
• 公開（公告）號: CN108576192A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發明（設計）人: 楊洲;季邦;趙文鋒;馬立哲;宋帥帥;楊培君;黃權鋒;許澤宇
• 申請（專利權）人: 華南農業大學
• 主分類號: A23B7/015
• 分類號: A23B7/015;A23B7/152;A23B7/157;A23B7/159
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 馮炳輝

1.用于果蔬儲藏室的智能光催化抗菌保鮮裝置，其特征在于：包括有中空外殼、紫外燈、可變速風扇、STM32模塊、溫濕度傳感器以及帶有無線發射功能的乙烯傳感器；其中，所述中空外殼為內外嵌套式三層筒狀結構，其外層為過濾網，用于過濾掉大顆粒物，其中間層為復合材料層，用于去除小顆粒物和殺害氣體中的細菌，其內層為活性碳纖維光催化層，用于吸附氣體中大量乙烯并在紫外光的照射下將乙烯分解成二氧化碳和水；所述紫外燈安裝在中空外殼的內部空腔中，用于殺滅環境中的病菌，抑制微生物的繁殖，同時也為活性碳纖維光催化層的光催化材料提供能量；所述溫濕度傳感器、乙烯傳感器分別安裝在活性碳纖維光催化層的內壁上，用于定時檢測儲藏室中的乙烯濃度和溫濕度，并能夠將測得的乙烯濃度信息無線發射出去；所述可變速風扇安裝在中空外殼頂部的開口處，并與STM32模塊連接，通過STM32模塊進行計算處理后，根據預定的梯度濃度閾值判斷當前的乙烯濃度情況，對可變速風扇和紫外燈進行控制，調節可變速風扇的風量大小以及紫外燈的光照強度，并將濃度信息顯示在OLED顯示屏上，實現對乙烯分解反應的智能控制。

2.根據權利要求1所述的用于果蔬儲藏室的智能光催化抗菌保鮮裝置，其特征在于：所述活性碳纖維光催化層是以自制三氧化鎢、氧化石墨烯為原料，鈦酸四丁酯為鈦源，醋酸、聚乙二醇為水解抑制劑和表面活性劑，聚乙烯吡咯烷酮為連接劑，以活性碳纖維為負載，采用溶膠凝膠法制備銀離子摻雜的氧化鎢/二氧化鈦-還原氧化石墨烯的三元復合光催化涂層。

3.根據權利要求2所述的用于果蔬儲藏室的智能光催化抗菌保鮮裝置，其特征在于：在催化劑的負載中，基底的潔凈度尤為重要，故需要對活性碳纖維進行清洗處理，具體處理方法如下：

1)在玻璃燒杯中依次加入2～5％濃度為2～4mol/L的氫氧化鈉溶液、2～5％丙酮、80～85％無水乙醇、8～10％洗潔精形成A溶液；

2)配制濃度為0.5～1.2mg/ml的鹽酸多巴胺B溶液；

3)將活性碳纖維置于A溶液中超聲處理30～40min；

4)將清洗后的活性性碳纖維放入去離子水中超聲清洗3次，每次10分鐘；

5)將清洗干凈的活性碳纖維垂直插入B溶液中浸泡3～6h，然后用氮氣吹干。

4.根據權利要求2所述的用于果蔬儲藏室的智能光催化抗菌保鮮裝置，其特征在于：以活性碳纖維為負載，采用溶膠凝膠法制備銀離子摻雜的氧化鎢/二氧化鈦-還原氧化石墨烯的三元復合光催化涂層的具體過程如下：

1)將鈦酸四丁酯與無水乙醇按1:4～1:6的體積比混合后得到C溶液，用超聲波清洗器超聲振蕩5～10min；

2)用電子天平稱取所需質量的硝酸銀粉末，使得C溶液中銀離子的質量比為0.05％～0.08％之間；

3)滴加冰醋酸溶液調節PH值至3～4左右，隨后持續超聲振蕩C溶液5～10min；

4)使用磁力攪拌器攪拌C溶液30～40min，封閉陳化24h以上，得到穩定、均勻、清澈透亮的黃橙色溶膠；將溶膠烘干，450度熱處理得到Ag-TiO₂粉末；

5)取55～60％的Ag-TiO₂粉末、33～38％WO₃粉末、1～2％聚乙烯毗咯烷酮、1～2％聚乙二醇分散于無水乙醇中形成D溶液，將D溶液超聲分散2小時，室溫下攪拌4小時；

6)將活性碳纖維浸漬在D溶液中30～50min，再經過烘干、熱處理即可得到活性碳纖維負載的銀離子摻雜的氧化鎢/二氧化鈦-還原氧化石墨烯的三元復合光催化涂層。

5.根據權利要求1所述的用于果蔬儲藏室的智能光催化抗菌保鮮裝置，其特征在于：所述復合材料層由三層材料復合而成，第一層是抗菌層，用于殺滅氣體中的細菌，第二層是濾紙，用于過濾空氣中的小顆粒物，第三層是活性碳過濾層，用于初步吸附氣體中的乙烯。

6.根據權利要求1所述的用于果蔬儲藏室的智能光催化抗菌保鮮裝置，其特征在于：所述可變速風扇配套有減震密封圈，所述減震密封圈主要用于降低風扇的震動，減小噪音以及密封的作用。