[0001] 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002] 本發(fā)明涉及一種用于空氣凈化方面的光觸媒高效過濾器。
[0003] 【背景技術(shù)】
[0004] 隨著人們生活水平的不斷提高，環(huán)境污染已經(jīng)成為社會(huì)發(fā)展的首要社會(huì)問題。尤其是在快速發(fā)展的房地產(chǎn)業(yè)、汽車工業(yè)。然而，現(xiàn)有房地產(chǎn)行業(yè)和汽車行業(yè)中出現(xiàn)有各種各樣的用于凈化室內(nèi)環(huán)境的空氣凈化過濾器。由于玻璃纖維材料具有耐溫性、耐磨性、性能穩(wěn)定的特點(diǎn)，所以被廣泛應(yīng)用于空氣過濾器的玻璃纖維濾芯設(shè)計(jì)方面。但由于玻璃纖維濾芯不具備滅菌功效，容易產(chǎn)生二次污染。為了解決此技術(shù)問題，隨后出現(xiàn)一種光觸媒材料，并將該光觸媒材料使用于空氣過濾器，該空氣過濾器能夠產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化自由基作用，有效分解空氣中甲醛、苯、氨氣等成分，并將其轉(zhuǎn)化成CO2和H2O，起到空氣凈化的作用。但上述光觸媒材料制成的濾芯只能在380nm波長(zhǎng)的紫外線光照射和0.1m/s的風(fēng)速條件才有較好的催化作用。無法在自然光或弱光條件下產(chǎn)生顯著凈化、除菌效果。
[0005] 【發(fā)明內(nèi)容】
[0006] 有鑒于此，本發(fā)明的技術(shù)目的是為了解決上述現(xiàn)有存在技術(shù)問題而提供一種在自然光或弱光照射和0.1m/s至0.45m/s條件下能夠產(chǎn)生顯著凈化、除菌效果的光觸媒高效過濾器。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)問題，本發(fā)明所提供一種光觸媒高效過濾器，其包括過濾器框架以及安裝在過濾器框架內(nèi)部的過濾主體部件，所述過濾器框架包括鋁型材外框，安裝在鋁型材外框上面的外框上蓋，安裝在鋁型材外框下面的外框下蓋，以及分別安裝在鋁型材外框四周的塑膠連接角；所述的過濾主體部件包括過濾主體以及分別安裝在過濾主體兩側(cè)的金屬過濾網(wǎng)；所述的金屬過濾網(wǎng)表面噴射有一種在自然光及弱光照射和0.1m/s至0.45m/s的風(fēng)速條件下能起到凈化效果和除菌效果的光觸媒涂覆層。
[0008] 依據(jù)所述主要技術(shù)特征，所述過濾主體包括用于過濾微塵顆粒的超細(xì)玻纖過濾紙，設(shè)置于超細(xì)玻纖過濾紙表面的復(fù)數(shù)根熱熔膠線；所述熱熔膠線與超細(xì)玻纖過濾紙的縱向邊緣平行設(shè)置，所述的熱熔膠線與熱熔膠線之間間隔有間隙距離。
[0009] 依據(jù)所述主要技術(shù)特征，所述外框上蓋和外框下蓋分別是由具有高彈性能的EVA材料制成；所述的鋁型材外框是由鋁型材料制成的；所述塑膠連接角是由塑膠材料制成。
[0010] 依據(jù)所述主要技術(shù)特征，所述的光觸媒涂覆層包括過濾網(wǎng)主體，噴射于過濾網(wǎng)主體表面的光觸媒涂層；所述光觸媒涂覆層是由光觸媒材料制成的，該光觸媒材料是由納米二氧化鈦晶體構(gòu)成。
[0011] 依據(jù)所述主要技術(shù)特征，所述光觸媒材料包括二氧化鈦，自然發(fā)光劑，金屬催化劑；其質(zhì)量成分為：所述二氧化鈦為75％，所述的自然發(fā)光劑為15％，所述金屬催化劑為10％；所述自然發(fā)光劑包含有磷粉；所述金屬催化劑包含有硝酸銀或氧化鋅。
[0012] 依據(jù)所述主要技術(shù)特征，所述光觸媒材料工藝為：先將二氧化鈦溶解于水或醇類溶液中，并先后添加硝酸銀或氧化鋅，和磷粉，加熱充分?jǐn)嚢柽M(jìn)行水解及縮合反應(yīng)形成凝膠；然后，將所述凝膠噴射于過濾網(wǎng)表面，均勻涂布形成薄膜；然后，再將形成有薄膜的過濾網(wǎng)置于高溫爐中，加熱干燥以及去除溶劑與多余的有機(jī)物，并令二氧化鈦形成結(jié)晶體；以金屬電漿離子植入系統(tǒng)，將過渡金屬離子摻雜于二氧化鈦的光觸媒表面，降低能帶間隙并延緩電子-電洞對(duì)的再結(jié)合率，形成細(xì)度為6至9納米大小的納米二氧化鈦晶體，依附于金屬過濾網(wǎng)的表面。
[0013] 依據(jù)所述主要技術(shù)特征，光觸媒材料分解甲醛及有機(jī)化合物的化學(xué)方程式如下：HCHO(甲醛)+(·OH)→H2O+CO2，NH3(含氮有機(jī)化合物)+O2-(超氧陰離子)→HNO3(硝酸)。
[0014] 本發(fā)明有益技術(shù)效果：因所述的過濾主體部件包括過濾主體以及分別安裝在過濾主體兩側(cè)的金屬過濾網(wǎng)；所述的金屬過濾網(wǎng)表面噴射有一種能起到凈化效果、除菌效果的光觸媒涂覆層。所述光觸媒涂覆層是由光觸媒材料制成的。該光觸媒材料是由納米二氧化鈦晶體組成。該納米二氧化鈦晶體在自然光及弱光和0.1m/s至0.45m/s的風(fēng)速條件下，納米二氧化鈦晶體中價(jià)帶電子被激發(fā)到導(dǎo)帶，形成電子和空穴，該電子和空穴與吸附于表面的氧氣和水的作用下，激發(fā)納米二氧化鈦晶體內(nèi)部生成具有超強(qiáng)氧化能力的羥基自由基(·OH)和超氧化物自由基(O2-)，該羥基自由基和超氧化物自由基直接攻擊破壞和分解甲醛或有機(jī)物分子中的C-C鍵、C-H鍵、C-N鍵、C-O鍵、O-H鍵、N-H鍵等的鍵能，將甲醛和有機(jī)物分解為二氧化碳和水，使得所述高效過濾器在自然光及弱光照射和0.1m/s至0.45m/s的風(fēng)速條件下能夠達(dá)到產(chǎn)生凈化效果和除菌效果。
[0015] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0016] 【附圖說明】
[0017] 為了更清楚的說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0018] 圖1是本發(fā)明中光觸媒高效過濾器的立體分解圖；
[0019] 圖2是本發(fā)明中金屬過濾網(wǎng)的局部示意圖；
[0020] 圖3是本發(fā)明中光觸媒涂覆層的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖4是本發(fā)明中光觸媒涂覆層的工作原理圖。
[0022] 【具體實(shí)施方式】
[0023] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。以下對(duì)在附圖中提供的本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施例?；诒景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0024] 請(qǐng)參考圖1至圖4所示，本發(fā)明技術(shù)方案為一種光觸媒高效過濾器，其包括過濾器框架以及安裝在過濾器框架內(nèi)部的用于凈化作用的凈化主體部件。
[0025] 所述過濾器框架包括鋁型材外框1，安裝在鋁型材外框1上面的外框上蓋2，安裝在鋁型材外框1下面的外框下蓋3，以及分別安裝在鋁型材外框1四周的塑膠連接角4。所述的凈化主體部件包括過濾主體以及分別安裝在過濾主體兩側(cè)的金屬過濾網(wǎng)5。所述的金屬過濾網(wǎng)5表面噴射有光觸媒涂覆層。所述外框上蓋2和外框下蓋3分別是由具有高彈性能的EVA材料制成。所述的鋁型材外框1是由鋁型材料制成的。所述塑膠連接角4是由塑膠材料制成。
[0026] 所述過濾主體包括用于過濾微塵顆粒的超細(xì)玻纖過濾紙6，設(shè)置于超細(xì)玻纖過濾紙6表面的復(fù)數(shù)根熱熔膠線7。所述熱熔膠線7與超細(xì)玻纖過濾紙6的縱向邊緣平行設(shè)置，所述的熱熔膠線7與熱熔膠線7之間間隔有間隙距離。所述的光觸媒涂覆層包括過濾網(wǎng)主體8，噴射于過濾網(wǎng)主體8表面的光觸媒涂層9；所述光觸媒涂覆層是由光觸媒材料制成的。該光觸媒材料是有納米二氧化鈦晶體組成。光觸媒涂覆層噴射于金屬過濾網(wǎng)5，該金屬過濾網(wǎng)5分別安裝在超細(xì)玻纖過濾紙6的兩側(cè)，所述的復(fù)數(shù)根熱熔膠線7焊接于超細(xì)玻纖過濾紙6表面。所述超細(xì)玻纖過濾紙6及兩側(cè)的金屬過濾網(wǎng)5分別安裝在鋁型材外框1內(nèi)部。所述的外框上蓋2安裝在鋁型材外框1上表面，所述的外框下蓋3安裝在鋁型材外框1的下表面。所述的塑膠連接角4分別安裝在鋁型材外框1的四周的四個(gè)尖角處，該塑膠連接角4主要用于將外框下蓋3，外框上蓋2與凈化鋁型材外框1固定一起。
[0027] 所述光觸媒涂覆層是由光觸媒材料制成的。該光觸媒材料是由納米二氧化鈦晶體組成。光觸媒材料是一種以納米級(jí)二氧化鈦為代表的具有光催化功能的光半導(dǎo)體材料，它噴射于基材表面，在自然光及弱光照射和0.1m/s至0.45m/s的風(fēng)速條件下，產(chǎn)生強(qiáng)烈催化降解功能。一般光觸媒是混合物粉末狀的，而進(jìn)入市場(chǎng)大多是混合液態(tài)狀的。所述光觸媒材料包括二氧化鈦、自然發(fā)光劑、金屬催化劑。其質(zhì)量成分為：所述二氧化鈦為75％，所述的自然發(fā)光劑為15％，所述金屬催化劑為10％。所述自然發(fā)光劑包含有磷粉。所述金屬催化劑包含有硝酸銀或氧化鋅。光觸媒材料分解甲醛及有機(jī)化合物的化學(xué)方程式如下：HCHO(甲醛)+(·OH)→H2O+CO2，NH3(含氮有機(jī)化合物)+O2-(超氧陰離子)→HNO3(硝酸)。
[0028] 所述光觸媒材料加工工藝為：先將二氧化鈦溶解于水或醇類溶液中，并先后添加硝酸銀或氧化鋅，和磷粉，加熱充分?jǐn)嚢柽M(jìn)行水解及縮合反應(yīng)形成凝膠。將所述凝膠均勻噴射于過濾網(wǎng)表面，形成薄膜；然后，再將形成有薄膜的過濾網(wǎng)置于高溫爐中，加熱干燥以及去除溶劑與多余的有機(jī)物，并令二氧化鈦形成結(jié)晶體。以金屬電漿離子植入系統(tǒng)，將過渡金屬離子摻雜于二氧化鈦的光觸媒表面，降低能帶間隙，并延緩電子-電洞對(duì)的再結(jié)合率，形成細(xì)度為8至10納米大小的納米二氧化鈦晶體，依附于金屬過濾網(wǎng)5的表面。
[0029] 利用設(shè)置金屬過濾網(wǎng)5表面的光觸媒材料，通過本實(shí)施中光觸媒工藝形成細(xì)度為6至9納米大小的納米二氧化鈦晶體。該納米二氧化鈦晶體在光照和0.1m/s至0.45m/s的風(fēng)速條件下，納米二氧化鈦晶體中的價(jià)帶電子被激發(fā)到導(dǎo)帶，形成電子和空穴，該電子和空穴與吸附于表面的氧氣和水的作用下，形成具有強(qiáng)氧化能力的羥基自由基(·OH)和超氧化物自由基(O2-)等，該羥基自由基和超氧化物自由基直接攻擊破壞和分解甲醛或有機(jī)物分子中的C-C鍵、C-H鍵、C-N鍵、C-O鍵、O-H鍵、N-H鍵等的鍵能，將甲醛和有機(jī)物分解為二氧化碳和水，達(dá)到所述的高效過濾器在自然光或弱光和0.1m/s至0.45m/s的風(fēng)速條件下達(dá)到凈化效果和除菌效果。所述納米二氧化鈦晶體的價(jià)帶與傳導(dǎo)帶的能帶間隙為2.3eV左右，使得二氧化鈦由在可見光光源照射下的30％的抗菌率提高至80％抗菌率，親水性性能也明顯增強(qiáng)。
[0030] 所述光觸媒材料在環(huán)境污染條件下，光觸媒本身不會(huì)發(fā)生變化和損耗，在光的照射下可以持續(xù)不斷的凈化污染物，具有時(shí)間持久、持續(xù)作用的優(yōu)點(diǎn)。所述光觸媒材料具有無毒、無害，對(duì)人體安全可靠；不會(huì)產(chǎn)生二次污染，即為安全可靠性能。使用優(yōu)質(zhì)光觸媒噴涂后，凈化殺菌效果至少可保證5年。光觸媒材料具有光波吸收性能。所述納米貴金屬(鉑、銠、鈀等)與光觸媒材料進(jìn)行配合后，會(huì)極大提高光生載流子的分離效率和抑制電子-空穴的重新復(fù)合，從而進(jìn)一步拓寬了二氧化鈦的光波吸收范圍。純凈的光觸媒粉末做成粘合型的溶液，該溶液干燥后會(huì)吸附在各類家具表面，不容易磨損及掉落。本實(shí)施例中，所述的納米二氧化鈦晶體最佳納米細(xì)度為6至9納米。一般情況下，在相同光波吸收范圍下，光觸媒納米細(xì)度越小，催化性能越強(qiáng)。所述的光觸媒材料能夠?qū)兹?、苯、氨氣、二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物等影響人類身體健康的有害有機(jī)物起到凈化作用。所述的光觸媒材料能釋放負(fù)氧離子效果。所述光觸媒材料對(duì)大腸桿菌、黃色葡萄球菌等具有殺菌功效。所述的光觸媒材料對(duì)香煙臭、廁所臭、垃圾臭、動(dòng)物臭等具有除臭功效。
[0031] 所述的納米二氧化鈦晶體在催化作用下，破壞細(xì)胞壁及細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)，使得細(xì)胞壁降解、細(xì)胞滲透性失調(diào)。所述納米二氧化鈦的在光催化作用下可使酶失去活性，例如CoA的氧化一輔酶A含量的下降，抑制細(xì)胞呼吸。所述納米二氧化鈦晶體內(nèi)部羥基自由基(·OH)和超氧化物自由基(O2-)，在光催化過程起到重要作用，直接攻擊細(xì)胞，使得細(xì)菌的蛋白質(zhì)變性，脂類分解，酶素的降解。
[0032] 綜上所述，因所述的過濾主體部件包括過濾主體以及分別安裝在過濾主體兩側(cè)的金屬過濾網(wǎng)5。所述的金屬過濾網(wǎng)5表面噴射有光觸媒涂覆層。所述光觸媒涂覆層是由光觸媒材料制成的。利用設(shè)置金屬過濾網(wǎng)5表面的光觸媒材料，通過本實(shí)施中光觸媒工藝形成細(xì)度為6至9納米大小的納米二氧化鈦晶體。在光照和0.1m/s至0.45m/s的風(fēng)速條件下，該納米二氧化鈦晶體中價(jià)帶電子被激發(fā)到導(dǎo)帶，形成電子和空穴，該電子和空穴與吸附于表面的氧氣和水的作用下，生成具有強(qiáng)氧化能力的羥基自由基(·OH)和超氧化物自由基(O2-)等離子，該離子直接攻擊破壞和分解甲醛或有機(jī)物分子中的C-C鍵、C-H鍵、C-N鍵、C-O鍵、O-H鍵、N-H鍵等的鍵能，將甲醛和有機(jī)物分解為二氧化碳和水，使得所述高效過濾器在自然光及弱光照射和0.1m/s至0.45m/s的風(fēng)速條件下能夠達(dá)到產(chǎn)生凈化效果和除菌效果。
[0033] 以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。