专利名称：纳米光催化空气净化装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种采用纳米光催化技术的可快速净化分解空气中的污染气体并杀灭空气中的细菌、病毒的纳米光催化空气净化装置。
室内污染源主要来自居室装饰及人类自身、日常生活产生的如甲醛、硫化氢、氨气、挥发性有机化合物(VOC)等气体污染物与如细菌、病毒等微生物污染物。其中甲醛是一种无色易溶的刺激性气体，被世界卫生组织确定为可疑致癌和致胎儿畸形物质。目前多种人造板材、胶粘剂、墙纸等都含有甲醛，而且甲醛的释放期长达3至15年。2001年中消协的调查结果显示七成以上新居的室内环境中甲醛等有毒气体超标。
纳米光催化技术是纳米技术与光催化技术的二者的有机结合。以二氧化钛为代表的光催化剂被誉为“环境催化剂”，在紫外线的照射下，它们可在常温常压下使甲醛等有害有味气体分解成无害无味物质，而且这是一种化学分解而非单纯的物理吸附，不会产生二次污染，光催化剂本身在反应过程中并不消耗，因此是一种理想的空气净化杀菌材料。同时由于纳米材料具有表面积大、表面原子活性高等特点及量子尺寸效应，故具有更高的催化活性，因此采用纳米光催化剂的纳米光催化技术更具效率。
中国专利99221661.3披露一种“空气净化滤网”，如
图1所示，其特征在于由铝箔、塑料、泡沫、毡状无纺布、纸等中的任一种材料制成的呈蜂窝状的载体(1′)的表面上覆盖光催化剂(2′)，而且载体上所有能与空气接触的表面，包括载体上所有通孔1′-1′的内侧壁面都要被光催化剂所覆盖。这种空气净化滤网尽管具有较大的表面积，但当气体通过空气净化滤网时，只有其通孔的内侧壁面的光催化剂与空气接触而发挥净化作用，而其它表面的光催化剂由于与气体接触机会不大，其光催化净化作用也非常有限。同时由于光催化剂是采用喷涂工艺制备的，这种涂层与基材的结合强度不高，从而降低涂层的使用寿命。
本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足而提供一种采用表面制备有透明多孔性光催化剂薄膜的格栅状载体作为光催化部件，具有非常高的空气净化分解效率的纳米光催化空气净化装置。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为纳米光催化空气净化装置，包括有互相连接的外壳和具有进风口、出风口的控制面板，内置于外壳和控制面板正对进风口固定的有轴流风机、导风管，在轴流风机上方安装有至少1对纳米光催化剂组件和安装有紫外灯的紫外灯架，其特征在于所述的纳米光催化剂组件是由格栅状结构的载体与制备在其表面的透明多孔性纳米光催化剂薄膜组成；紫外灯架串接叠装在1对纳米光催化剂组件的上、下之间；同时在1对纳米光催化剂组件上、下方串接叠装有反光滤风板。
所述的紫外灯架外形呈长方体，在灯架内平行安装有数支紫外灯，灯架内壁四周表面贴有反光材料层。
所述的反光滤风板外形呈一扁的长方体，受光的上(下)表面贴有反光材料层，其内平行分布有斜向的呈百叶状的滤风口。
所述的纳米光催化剂组件和紫外灯架可以设置2-5对串接排列。
本实用新型与现有技术相比，由于采用了1对具有巨大表面积的表面制备有纳米光催化剂薄膜的格栅状纳米光催化剂组件，位于中间的紫外灯架使所有的光催化剂薄膜表面都受到紫外线的照射，因此都具有净化分解污染气体的能力，而且紫外灯架的内壁、上下百叶状反光滤风板的受光面都贴有反光材料层，进一步增加了光催化剂薄膜表面的紫外线强度，从而进一步提高其对污染气体的净化分解效率。对于纳米光催化剂薄膜来说，污染气体不仅可与纳米光催化薄膜表面的纳米颗粒接触而被净化分解，而且还能渗透到纳米光催化薄膜内部与内层的纳米颗粒接触而被净化分解。此外纳米光催化薄膜与载体材料之间的结合强度相当高，只有用碳化硅砂布才能将薄膜破坏，大大提高了纳米光催化配件的寿命。
图2为本实用新型整体结构分解图。
图3为反光滤风板结构图。
图4为两对格栅状纳米光催化剂组件和紫外灯架串接排列图。
纳米光催化空气净化装置(参见图2-4)，包括有互相连接的外壳10和控制面板9，控制面板上设有可调节风向的横风板8，相邻横风板之间形成出风口7，类似于柜式空调机的结构，其风向可调节控制，有利于提高室内空气的循环速度，缩短室内空气彻底净化的时间，控制面板的进风口1设有过滤网11。
内置于外壳和控制面板内正对进风口固定的有轴流风机2、导风管3，在轴流风机上方安装有反光滤光板4、至少1对格栅状纳米光催化剂组件5和安装有紫外灯的紫外灯架6，互相串接叠装。
纳米光催化剂组件5是由格栅状结构的载体5-1与直接制备在其表面的透明多孔性纳米光催化剂薄膜组成。格栅状结构的载体材料以表面光亮度高的金属材料或透明的玻璃材料制作为佳。
紫外灯架6串接叠装在1对纳米光催化剂组件5的上、下之间，外形呈长方体，其内平行安装有数支紫外灯6-1，灯架内壁四周表面粘贴反光材料层6-2，有利于紫外光线更多地照射到上下格栅状纳米光催化剂组件。
反光滤风板4串接叠装在1对纳米光催化剂组件5上、下方，其外形呈一扁的长方体，受光的上(下)表面贴有反光材料层4-2，其内平行分布有斜向的呈百叶状的滤风口4-1，使气体能斜向通过，而紫外光不能透过，被反射，此举有利于紫外光线更多地照射到格栅状纳米光催化剂组件。
本实用新型的透明多孔性纳米光催化剂薄膜是采用自行研制的制备工艺在担载材料表面直接制备而成的一种纳米二氧化钛基光催化剂薄膜，具有很高的空气净化杀菌效果。薄膜由均匀一致的纳米颗粒组成，其颗粒大小在100mm以下，纳米颗粒之间存在大量的纳米孔，其孔径一般为几个纳米，即一种多孔性的纳米薄膜。该纳米光催化剂薄膜不仅对污染空气有很强的净化分解能力，而且还具有抗菌、杀菌功能，即具有很强的空气净化杀菌能力。污染气体不仅可与纳米光催化薄膜表面的纳米颗粒接触而被净化分解，而且还可以渗透到纳米光催化薄膜内部与内层的纳米颗粒接触而被净化分解。紫外灯架内壁与反光滤风板表面的反射材料进一步增强了照射在纳米光催化剂薄膜表面的紫外光线强度，提高其对污染气体净化分解的效率。纳米光催化薄膜与载体材料之间的结合强度相当高，只有用碳化硅砂布才能将薄膜破坏，大大提高了纳米光催化部件的寿命。
本实用新型的紫外杀菌灯的光源波长在200-300nm范围，主波长为253nm，可比采用波长在300-400nm的紫外灯或波长在400-700nm的可见光源提高纳米光催化净化污染气体的效率，且能有效地杀灭空气中的细菌、病毒。
本实用新型可根据实际需要相应调节格栅状纳米光催化剂组件和紫外灯架的对数及尺寸大小，如2-5对(图4为2对格栅状纳米光催化剂组件和紫外灯架串接排列)，从而可确保在短时间内完成室内污染空气彻底净化灭菌工作，因此本实用新型可适用于不同场合。
当室内污染空气由进风口经过滤网被风机吸入本实用新型空气净化装置后，经导风管通过，反光滤风板，纳米光催化剂组件和紫外灯架，再经纳米光催化剂组件后由出风口排出，反复几次后得到被彻底净化的清新空气。
权利要求1.一种纳米光催化空气净化装置，包括有互相连接的外壳(10)和具有进风口(1)、出风口(7)的控制面板(9)，内置于外壳和控制面板正对进风口固定的有轴流风机(2)、导风管(3)，在轴流风机上方安装有至少1对纳米光催化剂组件(5)和安装有紫外灯(6-1)的紫外灯架(6)，其特征在于所述的纳米光催化剂组件(5)是由格栅状结构的载体(5-1)与制备在其表面的透明多孔性纳米光催化剂薄膜组成；紫外灯架(6)串接叠装在1对纳米光催化剂组件(5)的上、下之间；同时在1对纳米光催化剂组件上、下方串接叠装有反光滤风板(4)。
2.根据权利要求1所述的纳米光催化空气净化装置，其特征在于所述的紫外灯架(6)外形呈长方体，在灯架内平行安装有数支紫外灯(6-1)，灯架内壁四周表面贴有反光材料层(6-2)。
3.根据权利要求1所述的纳米光催化空气净化装置，其特征在于所述的反光滤风板(4)外形呈一扁的长方体，受光的上(下)表面贴有反光材料层(4-1)，其内平行分布有斜向的呈百叶状的滤风口(4-2)。
4.根据权利要求1所述的纳米光催化空气净化装置，其特征在于所述的纳米光催化剂组件(5)和紫外灯架(6)可以设置2-5对串接排列。
专利摘要一种纳米光催化空气净化装置，在外壳和控制面板内设有轴流风机、导风管、纳米光催化剂组件、紫外灯架和反光滤风板，纳米光催化剂组件由格栅状结构的载体与制备在其表面的透明多孔性纳米光催化剂薄膜组成，设在该组件之间的紫外灯架内平行安装有数支紫外灯，灯架内壁四周表面贴有反光材料层，反光滤风板具有百叶状滤风口，在其反光表面贴有反光材料层，使气体能斜向通过而紫外光被反射。污染气体不仅可与薄膜表面的纳米颗粒接触，而且还能渗透到薄膜内部与内层的纳米颗粒接触，故具有很高的净化分解污染气体的能力，由于纳米光催化薄膜与载体材料之间的结合强度相当高，大大提高了纳米光催化配件的寿命。
文档编号F24F3/16GK2548051SQ0221682
公开日2003年4月30日 申请日期2002年4月15日 优先权日2002年4月15日
发明者周宇松, 李广维, 郭洪光, 陈良灯, 冯绍仁, 朱秀荣 申请人:中国兵器工业第五二研究所宁波分所