[發明專利]一種空氣凈化裝置、空氣凈化濾芯及其制備

在審

• 申請號: 202010725471.4
• 申請日: 2020-07-24
• 公開（公告）號: CN111871172A
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 張維;湯艷;張晉春;曲巍
• 申請（專利權）人: 中國科學院理化技術研究所
• 主分類號: B01D53/74
• 分類號: B01D53/74;B01D53/86;B01D46/00
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 趙曉丹

本發明公開了一種空氣凈化裝置、空氣凈化濾芯及其制備。本發明采用吸附催化和微波協同作用于空氣凈化，使得空氣通過濾芯時，在微波的作用下不僅能夠高效去除空氣中的細菌病毒，還能夠利用微波增強催化劑的作用高效去除空氣中氣態污染物(如甲醛、揮發性有機物(VOCs)、臭氧等)，還能夠利用微波使得發熱體材料升溫自活化濾芯中的多孔陶瓷材料，使得顆粒物等雜質因熱解碳化而解決因附著導致通風不暢等問題，避免臭氧、紫外、等離子體等處理方法帶來的空氣中殘留活性物質，且自活化后無需替換過濾裝置。

技術領域

本發明涉及空氣凈化領域。更具體地，涉及一種空氣凈化裝置、空氣凈化濾芯及其制備。

背景技術

室內環境對人們健康的影響遠比室外環境要大得多，據調查，成年人有70-80％的時間在室內度過，老年人和兒童在室內度過的時間更長，超過90％。因而室內環境的好差直接關系到人們的健康與否。室內空氣污染物來源于室外和室內，室外空氣污染物主要是來源于室外的顆粒物、臭氧、工業污染源、揮發性有機物(VOCs)等，室內空氣污染物的來源種類眾多，成分復雜，如使用的建筑材料、裝飾材料、生活用品、辦公室設備、人們自身活動等，均是室內空氣污染物的來源。

室內空氣污染物種類很多，主要可分為顆粒物(以懸浮顆粒物為主)、氣態污染物(如甲醛、揮發性有機物(VOCs)、臭氧等)、微生物(致病細菌、病毒等)，這些污染物無論在種類或數量上的增加，都會引起人們的一系列不適癥狀。

當前對室內空氣污染物的控制主要有三個手段，源頭控制、通風處理、末端凈化。源頭控制是通過控制原材料的制造、處理(如熱處理加速有害物質的釋放，降低后期進入室內后的釋放速率等)、改進，達到減少源頭污染物的種類、減慢釋放的目的。通風處理則是通過自然通風、凈化換氣等方式稀釋室內污染物的濃度。末端凈化的手段主要有三種：吸附(物理吸附和化學吸附)、化學反應(如氧化)、催化氧化(光催化、等離子體催化、熱催化和室溫催化)。

但室內空氣污染物種類繁多、濃度較低、部分污染物化學性質穩定、污染物持續釋放；同時室內空間有限，凈化裝置的體積受限；室內密閉性的增加、節能要求的提高，均對空氣凈化提出了較高的要求。因而開發新材料與新技術的結合來實現用低能耗持續對污染物安全、有效的去除是挑戰也是機遇。

微波是一種電磁波，可產生高頻電場。當微波進入介質內部時，介質內部的極性分子，如水、蛋白質及核酸等隨著電磁場的頻率不斷改變極性方向，使分子來回劇烈轉動震蕩，相互摩擦產生熱。由于電磁場頻率很高(頻率為2450MHz，相當于使水分子在1s內發生180度來回轉動2415億次)，導致介質溫度急劇升高，微生物體內的蛋白質、核酸等極性分子變性，在微波熱效應和非熱效應的作用下，使其內部的蛋白質和生理活性物質發生變異或破壞，從而導致生物體生長發育異常，從而殺滅細菌、病毒。

因此本發明采用吸附催化和微波協同作用于空氣凈化，使得空氣通過濾芯裝置時，在微波的作用下不僅能夠高效去除空氣中的細菌病毒，還能夠利用微波增強催化劑的作用高效去除空氣中氣態污染物(如甲醛、揮發性有機物(VOCs)、臭氧等)，還能夠利用微波使得發熱體材料升溫自活化濾芯裝置中的多孔陶瓷材料，使得顆粒物等雜質因熱解碳化而解決因附著導致通風不暢等問題，避免臭氧、紫外、等離子體等處理方法帶來的空氣中殘留活性物質，且自活化后無需替換過濾裝置。

發明內容

本發明的目的在于提供一種空氣凈化裝置、空氣凈化濾芯及其制備。

本發明的空氣凈化裝置具體為一種微波作用于陶瓷濾芯滅活空氣中細菌/病毒的裝置，在微波的作用下不僅能夠高效去除空氣中的細菌病毒，還能夠利用微波增強催化劑的催化活性高效去除空氣中氣態污染物(如甲醛、揮發性有機物(VOCs)、臭氧等)，還能夠利用微波使得發熱體材料升溫自活化濾芯裝置中的多孔陶瓷材料，使得顆粒物等雜質因熱解碳化而解決因附著導致通風不暢等問題，避免臭氧、紫外、等離子體等處理方法帶來的空氣中殘留活性物質，且自活化后則無需替換過濾裝置。

為達到上述目的，本發明采用下述技術方案：