[發明專利]等離子體驅動催化劑反應器及其制備方法

在審

• 申請號: 202110226640.4
• 申請日: 2021-03-01
• 公開（公告）號: CN113351010A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 李偉文;姜樂恒;蘇敬豪;李家駿;余家杰
• 申請（專利權）人: 史偉莎優質空氣有限公司
• 主分類號: B01D53/86
• 分類號: B01D53/86;B01D53/32;B01D53/44;B01D53/88
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 劉依云;劉亭亭

用于凈化空氣的等離子體驅動催化劑反應器(100)包括：至少兩個電極(102,104)，用于在所述至少兩個電極(102,104)之間的等離子體區內產生等離子體；其中，所述電極(102,104)中的至少一個包括電介質層(112)和催化劑層(114)，并且其中在所述電極(102,104)之間設置含有催化劑(110)的纖維構件(108)，所述纖維構件用于減少等離子體區中的有害物質。

技術領域

本發明涉及非熱等離子體技術領域，具體涉及用于凈化空氣的等離子體驅動催化劑反應器及其制備方法。

背景技術

空氣污染是全世界關注的一個主要問題，因為它會對健康造成不利影響。健康危害的嚴重程度取決于暴露水平、暴露時間和空氣污染物的性質。與空氣污染有關的健康問題包括鼻子不適和喉部刺激、哮喘、血壓異常以及癌癥。空氣污染物包括空氣中的顆粒物(PM)或氣態液滴，例如水、灰塵、污垢、煙塵和煙霧的混合物。另一方面，氣體污染物包括揮發性有機化合物(VOCs)、臭氧、二氧化氮、一氧化碳等。

非熱等離子體(NTP)已經被證明是一種有效的用于分解氣體污染物，例如揮發性有機化合物(VOCs)、氯氟烴(CFCs)和帶有氣味的氣體，的方法。然而，人們發現，單獨的等離子體處理會導致不良副產物的形成，例如臭氧(O₃)和一氧化碳(CO)。此外，NTP技術對于PM物質的去除效果不佳，因此，限制了其在空氣凈化中的應用。

為了減少空氣中，尤其是室內空氣中的PM和氣體污染物的含量，目前存在一些先進的空氣凈化器。在這些空氣凈化器中，高效空氣過濾器(HEPA)和活性炭層安裝在一起。HEPA用以除去PM，而活性炭層用以除去氣體污染物。然而，這種布置存在若干缺點。首先，使用HEPA通常會導致較大的壓降，從而限制了清潔空氣輸送率(CADR)。其次，這種混合過濾裝置體積龐大。再次，據報道，細菌可粘附在活性炭層的炭顆粒上并導致污染。最后，同樣重要的是，上述凈化器需要定期更換HEPA和活性炭層，從而增加了操作成本。

因此，亟需開發一種能同時有效降低PM和氣體污染物含量的空氣凈化裝置。

發明內容

本發明一方面提供了一種用于凈化空氣的等離子體驅動催化劑反應器，該反應器包括：

至少兩個電極，用于在所述至少兩個電極之間的等離子體區內產生等離子體，

其中，所述電極中的至少一個包括電介質層和催化劑層，和

設置于所述電極之間的含有催化劑的纖維構件，所述纖維構件用于減少等離子體區中的有害物質。

本發明另一方面提供了一種裝置，該裝置包括至少一個如上所述的等離子體驅動催化劑反應器。特別地，所述裝置還包括：

進氣口和排氣口，允許空氣通過所述等離子體驅動催化反應器，和

過濾器，所述過濾器設置于所述等離子體驅動催化劑反應器的上游，用于減少通過所述等離子體驅動催化劑反應器的空氣中的顆粒。

本發明還有一方面提供了一種制備如上所述的等離子體驅動催化劑反應器的方法，該方法包括：

(i)提供至少兩個電極，用于在所述至少兩個電極之間的等離子體區內產生等離子體，并且在所述電極中的至少一個上形成電介質層；

(ii)在所述電介質層上形成催化劑層；和

(iii)將含有催化劑的纖維構件設置在所述電極之間。

附圖說明

以下參照附圖更詳細地描述本發明的具體實施方式，其中：

圖1是根據本發明一種具體實施方式顯示等離子體驅動催化劑反應器的示意圖；

圖2是根據本發明另一種具體實施方式顯示等離子體驅動催化劑反應器的示意圖；