[發明專利]一種基于多面體結構的光催化空氣凈化裝置

有效

• 申請號: 202010645370.6
• 申請日: 2020-07-07
• 公開（公告）號: CN111895532B
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 蔡蘭蘭;魏文琪;李欣歡;井忠祥
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: F24F8/22
• 分類號: F24F8/22;F24F8/108;F24F13/20;F24F13/32;B01D53/88
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 楊宏偉

本發明公開了一種基于多面體結構的光催化空氣凈化裝置，包括底座、風機和臥式安裝在底座上的筒體外殼，筒體外殼內的軸心線上設有用于光催化的紫外燈管，紫外燈管四周的筒體外殼內設有多面結構的多孔載體，多孔載體上負載有用于與紫外燈管配合光觸媒反應的催化劑，風機安裝于筒體外殼中部下方的底座內，風機與筒體外殼之間設有出口風道，所述底座上設有與風機出口相連的排風口，筒體外殼的兩端為進風口；所述多孔載體通過3D打印制造，為多面體堆積的類蜂窩狀的宏觀多孔結構，多孔結構整體為空心圓柱狀。本發明將紫外燈管和負載有光觸媒催化劑的多孔載體在空間上結合，并設計改進的風道，大大提高了空氣凈化效率，提高了單位體積空氣凈化能力。

技術領域

本發明屬于環保領域，涉及一種空氣凈化裝置，具體涉及一種基于多面體結構的光催化空氣凈化裝置。

背景技術

在現代城市中，封閉環境空氣污染的程度比戶外高出很多倍，國家衛生、建設和環保部門的抽查結果顯示，具有毒氣污染的室內、車內裝飾材料占68％，這些裝飾材料會揮發出300多種揮發性的有機化合物，會導致人頭痛、抽搐、呼吸困難甚至引發癌癥。因此，我們有必要對封閉環境空氣進行處理，一般的處理方式有通風換氣、物理吸附、植物凈化等。但是通風換氣適用性差，物理吸附未解決根本問題，植物凈化效果較差。因此，迫切需要發展一種高效、綠色、簡單的室內污染空氣處理技術。

研究結果發現，光觸媒在紫外線的作用下，會生成具有高催化活性的游離基，能產生很強的光氧化及還原能力，可催化、光解附著于物體表面的多種有機物及部分無機物，且降解產物無污染。目前光觸媒的應用普遍采用懸浮法和固定法，但都存在限制性因素。使用懸浮法則存在光觸媒顆粒分散性不佳、難以回收等問題；使用固定法負載技術則彌補了懸浮法回收難的缺點，然而就現有常用的平板結構，無序多孔結構以及有序蜂窩結構這三種載體結構而言，還存在諸多不足，以至于反應效率較低。

經過現有技術文獻的檢索發現，中國專利申請號201821682715.X，該實用新型公布了一種協同紫外光觸媒催化的等離子體空氣凈化裝置，其設計了空氣凈化筒的頂面和底面固定連接等離子體放電組件，進氣管之間的區域設有裝納光觸媒顆粒的鐵絲網管，絕緣端頭上設有用于發射紫外線的紫外光燈，紫外光燈能夠有效地激發光觸媒顆粒的吸附效果，等離子體放電組件聯合光催化降解，有效的克服了在低壓下分子吸附較差的。但該設計針對光觸媒的應用效率仍比較低，對反應效率沒有實質性的提高，并且結構可塑性較差。

發明內容

本發明旨在解決上述光觸媒回收效率與光催化效率不可兼得的問題，設計一種基于多面體結構的光催化空氣凈化裝置來幫助人們凈化空氣，還能有效抑制內部紫外光溢出傷害人體。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種基于多面體結構的光催化空氣凈化裝置，包括底座、風機和臥式安裝在底座上的筒體外殼，其特征在于：所述筒體外殼內的軸心線上設有用于光催化的紫外燈管，所述紫外燈管四周的筒體外殼內設有多面結構的多孔載體，所述多孔載體上負載有用于與紫外燈管配合光觸媒反應的催化劑，所述風機安裝于筒體外殼中部下方的底座內，風機與筒體外殼之間設有出口風道，所述底座上設有與風機出口相連的排風口，所述筒體外殼的兩端為進風口。

進一步地，所述多孔載體通過3D打印制造，為多面體堆積的類蜂窩狀的宏觀多孔結構，多孔結構整體為空心圓柱狀。

進一步地，所述多孔載為12面體堆積的類蜂窩狀的宏觀多孔結構。

進一步地，所述多孔載體采用具有微觀多孔結構的泡沫陶瓷3D打印制成，

進一步地，所述催化劑為銳鈦礦型二氧化鈦光觸媒材料。

進一步地，所述筒體外殼內壁涂覆鏡面反射涂層，兩端的進風口分別設有端蓋，所述端蓋上設有用于通風的防漏光百葉窗，所述防漏光百葉窗由多個V型百葉疊加排列組成，其中每個V型百葉凸起的頂部位于相鄰V型百葉的凹槽內。

進一步地，所述V型百葉為直條形或者環形。