一種低溫等離子體同步催化氣體清新裝置的製作方法
2023-05-31 10:30:21
本發明涉及空氣淨化領域，具體地說涉及一種低溫等離子體同步催化氣體清新裝置。
背景技術：
現有的空氣淨化消毒技術比較單一，採用臭氧消毒淨化或紫外線淨化消毒等，其缺點是產生二次副產物，對人體健康造成不良影響；傳統的吸附過濾等方法，吸附效果有限，需定期更換材料，並且容易吸附造成新的汙染等缺點。
納米光催化技術是光催化劑在特定波長光源的照射下，產生電子-孔穴對，對吸附於催化劑上的空氣中有害氣體分子進行氧化還原降解，從而達到淨化空氣的目的。具有淨化效果穩定、無毒的特點。但其激勵光源通常為紫外燈管，燈管的壽命通常較短。
低溫等離子體技術是一種比較新的空氣淨化技術，主要是通過等離子體放電過程中產生的高能電子與有害氣體分子相互作用，使得氣體分子破壞，同時反應過程中會產生一系列的活性基團，對氣體分子進行氧化還原降解。具有淨化速度快，高效殺菌、消毒等特點。但是總是存在以下問題： 1. 等離子體在淨化過程中常伴隨著一些不希望的中間產物生成，這些中間產物需要做進一步的處理。2. 等離子體發生器工作過程中，會產生頻譜較寬，且足以驅動光催化劑的紫外光，通常這一資源白白浪費掉。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種低溫等離子體同步催化氣體清新裝置，解決現有技術中的空氣淨化器無法實現節能環保、無毒淨化空氣的問題。
本發明通過下述技術方案實現：
一種低溫等離子體同步催化氣體清新裝置，包括淨化器外殼，在淨化器外殼內設置有等距離平行排列的淨化組，淨化組通過支撐架固定；每個淨化組包括兩塊電極板、兩片絕緣陶瓷板、進氣口、兩片密封板，兩塊絕緣陶瓷板互相平行排列，在兩塊絕緣陶瓷板之間形成一個淨化通道，淨化通道的兩端分別連接有一片密封板，在每片密封板上設置有進氣口；所述絕緣陶瓷板所形成的淨化通道的外側分別固定有一塊電極板，所述絕緣陶瓷板所形成的淨化通道的內壁上塗有納米級的TiO2光催化劑。
本實用性新型最大的改進之處在於：將低溫等離子體技術和納米光催化技術進行有機結合，而不是簡單的串聯結合使用，進而在提高光催化淨化技術的淨化效率的同時，也大大降低了等離子體淨化的中間產物生成，並使得中間產物最終轉化為H2O與CO2，同時具有環保經濟，低成本的優點。主要體現在：所述絕緣陶瓷板所形成的淨化通道的外側分別固定有一塊電極板，所述絕緣陶瓷板所形成的淨化通道的內壁上塗有納米級的TiO2光催化劑。
具體體現在：電極板連通電源放電，使陶瓷板形成的淨化通道形成一個放電區域，放電區域產生等離子體，同時，在放電工作過程中，也會有頻譜較寬，且足以驅動光催化劑的紫外光產生。1、這種寬頻紫外光對塗在絕緣陶瓷板上的納米極TiO2光催化劑作用，使TiO2催化劑產生電子-孔穴對，然後對吸附在催化劑上的空氣中有害氣體分子進行氧化還原降解，從而達到淨化空氣的目的，同時，採用等離子體產生的現有的寬頻紫外光代替了傳統的紫外燈管，解決了傳統的紫外燈管壽命較短、淨化效果不穩定的問題；2、通過高電壓放電形式,獲得非熱平衡等離子體，即產生大量的高能電子或高能電子激勵產生的O、OH、N基等活性粒子，破壞C—H、C—C等化學鍵，對氣體有害分子進行氧化還原降解，最終生成CO2和H2O，從而達到淨化空氣的目的；3、利用Ti02本身具有的吸附能力，可以增加活性粒子與汙染物分子接觸的機會，以加強降解效率；4、Ti02材料容易獲得，價格便宜，生產工藝簡單，具有很高的性價比，另外，低溫等離子體產生的活性粒子壽命很短，等離子體與光催化劑的協同作用可以擴充反應區域，在餘輝區和冷阱區也可以實現汙染物的降解降低了反應的能耗，給設備的生產節省了一部分經費，同時降低了後期的運行費用。5、納米級Ti02光催化劑的加入，可以減少等離子體放電過程中產生的副產物（CH、），分解產生的微量副產物，同時把汙染物降解成無害的CO、H20等小分子顆粒。
放電區域等離子體產生紫外光的原理：等離子體中的氣體正離子缺少束縛電子，因而有空的能級，這是一個勢井——若以無窮遠為0勢能點的話，該能級所對應的能量為一個負值。等離子體中的電子基本上是自由電子，且具有一定的動能，電子的能量為正。放電時，電子與正離子相互碰撞，自由電子就可能落入正離子的勢井中。自由電子本身的正能量減去勢井的負能量是一個較大的正能量。電子要把這一能量釋放出來，途徑之一就是把這些能量變成光子的形式放出來.能量較大的光子一般就是紫外線的光子。
所述兩塊電極板分別與電源的正極和負極連接。這樣使電極板一個帶正電。一個帶負電，對著絕緣陶瓷板形成的導流通道放電，形成一個放電區域。
所述密封板由聚四氟乙烯板製成。聚四氟乙烯板是由四氟乙烯經聚合而成的高分子化合物，其結構簡式為 -[-CF2-CF2-]n- ，具有優良的化學穩定性、不受已知的酸、鹼、鹽、氧化劑等的腐蝕，是當今世界最耐腐蝕的材料之一。並且聚四氟乙烯板有良好的電絕緣性和抗老化耐力、耐溫優異（能在+250℃至-180℃的溫度下長期工作）、對人沒有毒性，所以非常適合作為本發明的密封材料。
在淨化器外殼上設置有多個進氣孔，進氣孔設置成蜂窩狀結構。蜂窩狀結構是像蜂巢一樣的六邊形一格一格的，蜂窩狀結構的換風孔可以有效的阻擋如頭髮、紙屑一類的大微顆粒，不容易造成氣流通道的堵塞，延長使用壽命。
本發明與現有技術相比，具有如下的優點和有益效果：
1、本發明一種低溫等離子體同步催化氣體清新裝置，所述絕緣陶瓷板所形成的淨化通道的外側分別固定有一塊電極板，所述絕緣陶瓷板所形成的淨化通道的內壁上塗有納米級的TiO2光催化劑；將低溫等離子體技術和納米光催化技術進行有機結合，而不是簡單的串聯結合使用，進而在提高光催化淨化技術的淨化效率的同時，也大大降低了等離子體淨化的中間產物生成，並使得中間產物最終轉化為H2O與CO2；
2、本發明一種低溫等離子體同步催化氣體清新裝置，採用等離子體產生的現有的寬頻紫外光代替了傳統的紫外燈管，避免等離子體產生的紫外光能源浪費，也解決了傳統的紫外燈管壽命較短、淨化成本高、淨化效果不穩定的問題；
3、本發明一種低溫等離子體同步催化氣體清新裝置，利用Ti02本身具有的吸附能力，可以增加活性粒子與汙染物分子接觸的機會，以加強降解效率；低溫等離子體產生的活性粒子壽命很短，等離子體與光催化劑的協同作用可以擴充反應區域，在餘輝區和冷阱區也可以實現汙染物的降解。
附圖說明
此處所說明的附圖用來提供對本發明實施例的進一步理解，構成本申請的一部分，並不構成對本發明實施例的限定。在附圖中：
圖1為本發明的結構示意圖；
圖2為本發明淨化組的結構示意圖。
附圖中的標記及對應的部件名稱：
1-淨化器外殼，2-淨化組，3-支撐架，4-電極板，5-絕緣陶瓷板，6-進氣口，7-密封板，8-淨化通道，9-TiO2光催化劑，10-進氣孔。
具體實施方式
為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下面結合實施例和附圖，對本發明作進一步的詳細說明，本發明的示意性實施方式及其說明僅用於解釋本發明，並不作為對本發明的限定。
實施例1：
如圖1所示的一種低溫等離子體同步催化氣體清新裝置，包括淨化器外殼1，在淨化器外殼1內設置有等距離平行排列的淨化組2，淨化組2通過支撐架3固定；每個淨化組2包括兩塊電極板4、兩片絕緣陶瓷板5、進氣口6、兩片密封板7，兩塊絕緣陶瓷板5互相平行排列，在兩塊絕緣陶瓷板5之間形成一個淨化通道8，淨化通道8的兩端分別連接有一片密封板7，在每片密封板7上設置有進氣口6；所述絕緣陶瓷板5所形成的淨化通道8的外側分別固定有一塊電極板4，所述絕緣陶瓷板5所形成的淨化通道8的內壁上塗有納米級的TiO2光催化劑9。所述兩塊電極板4分別與電源的正極和負極連接。所述密封板7由聚四氟乙烯板製成。在淨化器外殼1上設置有多個進氣孔10，進氣孔10設置成蜂窩狀結構。低溫等離子體技術的淨化效率為75%，納米光催化技術的淨化效率為70%，將低溫等離子體技術和納米光催化技術進行有機結合的方式，將空氣淨化效率提高到了85%以上，採用納米級的TiO2光催化劑9有效中和了等離子體放電過程中產生的副產物，利用TiO2自身的吸附力將空氣淨化效率提高到了90%以上。
以上所述的具體實施方式，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施方式而已，並不用於限定本發明的保護範圍，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。