一種設有銀鈦離子保鮮裝置的冰箱及其保鮮方法
2023-05-15 18:02:21
專利名稱：一種設有銀鈦離子保鮮裝置的冰箱及其保鮮方法
技術領域：
本發明涉及一種冰箱，具體涉及一種設置有銀鈦離子保鮮裝置的冰箱及其保鮮方法。
背景技術：
TiO2具有光催化能力，在光或者環境能量的作用下，TiO2能夠分解各種毒素。能作為光催化抗菌劑的材料還有ZnO，CdS等等，常用的是TiO2，尤其是銳鈦型的，該材料毒性低，對人體安全，對皮膚無刺激，抗菌能力強，抗菌譜廣泛。
所謂光催化是指TiO2在光激發作用下，表面可以產生大量的羥基自由基和氧自由基，而這兩種自由基都具有很強的化學活性，能使各種有機物發生氧化反應。如果是這些自由基接觸到微生物體內的有機物，也一樣會很快反應，從而在短時間內就殺滅微生物。各種有機毒素的有機物質，與微生物內的有機物質，都和TiO2的自由基反應，二者沒有特異性。所以，TiO2具備有強分解有機物的性能，該種性能廣泛應用於空氣淨化，防汙，汙水處理，自清潔塗層以及抗菌材料等多方面。
TiO2的光催化性能卓越，以至於不需要長時間受到光激發也能體現出光觸媒的性能。在隧道內部等不常接觸到強光的地方，TiO2也在廣泛的使用。TiO2的光催化原理要從原子物理方面來解釋，與TiO2的能帶結構，能級移動，電子空穴電勢有關。TiO2的表面有3種氧位缺陷，這些晶格缺陷，又導致了TiO2的光催化活性很高。TiO2表面能吸附多種無機和有機分子，並且將其氧化。而如果是納米狀態下的TiO2，則除了能獲得納米粒子獨特的量子尺寸效應，表面界面效應外，還能有減小紫外光吸收藍移，禁帶寬度增加性能，從而獲得更大的氧化還原電勢，有更強的氧化性。同時還能增加電荷的轉移速度，提高了光催化的效率。
專利文獻中也有相關TiO2抗菌除臭技術的報導，比如，專利文獻CN1247164A公開了一種光化學飲水消毒器，利用長波紫外光源照射噴有銳鈦型二氧化鈦和磷酸三鈉塗層的容器表面，進行飲用水消毒，銳鈦型二氧化鈦72～88％，磷酸三鈉12～28％，長波紫外光源部分的波長範圍為200～400納米。
專利文獻CN2361283Y公開了一種利用光催化殺菌、除臭的淨化空的裝置，由多孔玻璃或多孔陶瓷、紫外線燈和固定件組成，多孔玻璃或多孔陶瓷的內表面塗覆有二氧化鈦光催化劑塗層，達到淨化空氣的目的。
專利文獻CN1448214A公開了一種納米二氧化鈦光催化劑，包含半導體材料攙雜的納米二氧化鈦作為基體以及包敷在所述基體表面上的共軛體系有機物，其可在紫外線和可見光照射下顯示光催化活性，而且還可在微光照射下表現光催化活性。
專利文獻CN1451917A公開了一種納米二氧化鈦光催化方法淨化空氣的裝置，該裝置採用除塵、活性炭過濾、紫外線殺菌，並用其作為激發光源，對空氣進行納米二氧化鈦光催化作用，殺滅空氣中的細菌、病毒，淨化空氣。
專利文獻CN 2645005Y公開了一種設置有除臭殺菌裝置的電冰箱，其中，冰箱間室中設置有塗布二氧化鈦光觸媒的裝置，還有開關和照明裝置及延時繼電裝置，使納米二氧化鈦有足夠的時間受光激發，實現二氧化鈦光觸媒的自清潔、殺菌和除臭的效果。
關於銀離子的殺菌能力和效果，也有不少報導，比如專利文獻CN1517651A公開了一種具有含納米顆粒的內殼的冰箱，內殼含有用於限定冰箱內部空間的內側片材和形成在內側片材上的外側片材，片材中含有納米銀顆粒，尺寸大約15～300nm，濃度為1～500ppm。
但目前還沒有關於銀離子和TiO2配合使用的相關報導。
發明內容
本發明的目的在於提供一種設有銀鈦離子保鮮裝置的冰箱，該冰箱採用納米銀鈦離子結合方式，用銀離子來修飾TiO2，可以更好的提高殺菌，分解有機物效果，降解蔬菜水果農藥殘留，使冰箱內的果蔬保存期延長，達到保鮮的作用。
本發明的另一目的，在於提供一種設有銀鈦離子保鮮裝置的冰箱的保鮮方法，採用銀、二氧化鈦以納米級粒子的形式附著於玻璃表面，牢度性高，使用期長，用銀離子來修飾TiO2，以達更好的提高殺菌，降解蔬菜水果農藥殘留，使冰箱內的果蔬保存期延長，達到保鮮的作用。
為了實現發明目的，本發明的一種設有銀鈦離子保鮮裝置的冰箱，其在冷藏室內固定設一保鮮裝置，所述的保鮮裝置包括一具有多個通孔的殼體和一置於殼體內的銀鈦玻璃載體。
所述的銀鈦玻璃載體是通過高溫將銀、二氧化鈦燒結到玻璃上，保證其牢固度，而且增加銀離子對TiO2激發作用。
本發明所述的高溫燒結技術為將銀化合物採用液相沉積法附著於玻璃上，再將玻璃放入TiO2溶膠中以浸潤提拉的方法得到處理過的玻璃，最後在溫度為380～600℃下燒結1～2個小時，就可以完成從無定型態向銳鈦礦晶型的轉變。同時高溫燒結也可以使二氧化鈦微粒同玻璃中的羥基反應，從而使膜牢固地附著在玻璃載體上，使其無法被擦洗掉。
本發明所述的二氧化鈦溶膠，為一種膠體，採用DLVO的膠體化學理論，在雙電層的作用下達到相平衡，而不會沉澱，也不會被過濾出來。可採用醇類溶劑，比如異丙醇、丙醇和乙醇等。
所述的燒結工藝，可在高溫燒結爐中進行，採用一段式加熱，也可採用分段加熱，經過燒結，銀、二氧化鈦以納米級粒子的形式附著於玻璃表面。
為了直接針對冰箱內的果蔬，實施保鮮，所述的保鮮裝置，可設於冰箱冷藏室的果菜盒內，固定安裝於果菜盒的側上方。
為了促進銀鈦離子的擴散，還可在所述的保鮮裝置內設一風機，所述的風機可採用直流風機，所述風機的開關為壓觸式開關，設置於冰箱冷藏室與冰箱門體的開合連接處，當冰箱門體關閉時，開關開通，冰箱門體打開時，開關斷開。
所述的風機還可與一定時器相連，使風機每10分鐘運轉一次，兩次運轉之間停10分鐘。
為了實現本發明的另一發明目的，本發明的一種設有銀鈦離子保鮮裝置冰箱的保鮮方法，包括如下步驟先將銀、二氧化鈦通過高溫燒結到玻璃上，然後將其放入帶有通孔的殼體，再固定於冰箱冷藏室內。
具體地說，所述的燒結過程為先將銀化合物採用液相沉積法附著於玻璃上，再將玻璃放入TiO2製成的溶膠中以浸潤提拉的方法得到處理過的玻璃，最後在溫度為380～600℃下燒結1～2個小時。
所述的殼體可固定於冰箱冷藏室的果菜盒內。
所述的殼體內設一風機，所述的風機可採用直流風機，所述風機的開關為壓觸式開關，設置於冰箱冷藏室與冰箱門體的開合連接處，當冰箱門體關閉時，開關開通，冰箱門體打開時，開關斷開。
所述的風機還可與一定時器相連，使風機每10分鐘運轉一次，兩次運轉之間停10分鐘。
由於納米粒子特有的小尺寸效應，表面效應，量子尺寸效應等特性，從而具備吸收光能量的能力。微米級的TiO2粒子對紫外光幾乎不吸收。諸如TiO2等的半導體材料的電子的吸收光能，然後就可以躍遷至更高的能級。在激發後，電子會從原來的價帶越過禁帶，躍遷到高能級的導帶上。躍遷後的電子，則具備了還原能力，而原來的失去電子的空穴，則具備氧化能力。其中禁帶的寬度，也就是空穴-電子的氧化還原電勢，TiO2的電勢為3.0eV，是相當大的電勢，F2/F-的電勢為2.87eV，所以說有強氧化還原能力。TiO2的晶體一共有3種，銳鈦，金紅石，板鈦，其中，銳鈦的晶體是共邊型的，而另外兩種是共頂點型的。這就造成了銳鈦晶體的缺陷更多，從而吸附能力更強，活性更高。因此本發明研究人員選擇了高活性的銳鈦式TiO2粒子。
Ag有獨特的殺菌能力，從古時候就已經被人們所認識。Ag能夠吸附細菌，並且破壞細菌內部的生物酶，從而殺滅細菌。更重要的是，研究人員發現在這個納米銀鈦系統中，Ag由於其貴金屬的吸電子能力，可以對激發後的TiO2的光電子進行吸收，使TiO2的電子和空穴更加分離，具備更高的活性。而且Ag也由於吸收了電子，以單質的形式存在在膜表面，其與相比Ag+離子，有更強的殺菌能力。銀離子同TiO2粒子的結合，在一定程度上也減少了TiO2粒子對光照的依賴程度，在不需要光照的情況下也能完成分解有機物、殺滅細菌。
由於納米級的TiO2和銀離子具有很強的氧化性，會降解有機物，直接加在內膽等塑料上會導致塑料部件急速老化。因此，研究人員不採用常規的方法，將納米級的TiO2和銀離子塗覆於冰箱表面，而且採用易得的玻璃作為載體。因為以SiO2為主要成分的玻璃是可以廣泛得到的無機物載體，同時玻璃表面有羥基，依靠羥基的縮合，就可以把TiO2和銀離子牢固地覆著在玻璃表面，可達到很好的效果。本發明所用銀鈦玻璃載體採用高溫燒結技術，牢度性高，使用期長，壽命可達6～8年。
本發明研究人員選用玻璃作為載體，一方面是因為玻璃表面有羥基，依靠羥基的縮合，就可以把TiO2牢固地覆著在玻璃表面，另一方面，TiO2有極強的氧化還原能力，會降解有機物，直接覆在塑料內殼上的話，塑料會很快的老化。因此玻璃(主要材質SiO2)為穩定的載體材料。
一般來說，催化光源需要波長380nm以下的紫外光，實際上日光中所含的紫外線已經有足夠多的這種紫外線了。冰箱內沒有長期光照的條件，但是本發明所述的冰箱設備簡單，無須專門安裝燈光設備，只要打開冰箱門透進日光或冰箱內照明燈的照射，就可以激發TiO2。也就是每開一次冰箱門，其實就等於是進行了一次滅菌。
本發明所述的設有銀鈦離子保鮮裝置的冰箱，採用銀離子和TiO2配合使用，實現離子對電子的爭奪，減少了TiO2表面電子和空穴的複合，提高了活性。銀離子在TiO2表面摻雜後，實際上是被TiO2氧化後以單質的形式存在的，所以說具備了應有的各種殺菌效果。而且銀的摻雜，更可以使TiO2具備更緻密的表面結構。
TiO2由於自身對人體無害，並具備有很好的分解有機物性能，對於有機農藥同樣能夠具備很強的分解能力；這樣本發明所述的冰箱可起到殺滅細菌，分解農藥的作用，並用銀離子來修飾TiO2可以更好的提高殺菌，分解有機物效果，起到降解蔬菜水果農藥殘留作用。經檢測，本發明的冰箱殺菌性能好於單獨使用銀抗菌或二氧化鈦光觸媒殺菌，殺菌效果提高20％以上，並能降解農藥殘留，降低30～50％的農藥含量。由此，本發明的冰箱能夠殺滅冰箱內以及果蔬中細菌，並能降解蔬菜水果農藥殘留，最終使冰箱內的果蔬保存期延長，達到保鮮的作用。
圖1為本發明的一種設有銀鈦離子保鮮裝置的冰箱的結構示意圖。
其中1保鮮裝置2銀鈦玻璃載體3殼體4風機5果菜盒 31通孔具體實施方式
下面由具體實施例配合所附的圖式詳加說明，以致更容易了解本發明的目的、技術內容、特點及其所達成的功效。
圖1為本發明的設有銀鈦離子保鮮裝置的冰箱的結構示意圖。如圖1所示，在冰箱冷藏室內的果菜盒5內側上方設有一保鮮裝置1，其固定在果菜盒內壁上。
保鮮裝置1包括一有多個通孔31的殼體3，一殼體3內放置有一銀鈦玻璃載體2和一直流風機4。
其中，銀鈦玻璃載體採用高溫燒結法製成，先將銀氧化物採用液相沉積法附著於玻璃上，再將玻璃放入TiO2製成的溶膠(以異丙醇為溶劑)中浸潤提拉的方法得到處理過的玻璃，最後在高溫燒結爐中燒結，溫度為500℃，1小時完成。此時，銀、二氧化鈦以納米級粒子的形式附著於玻璃表面。
所述的保鮮裝置還可直接固定於冰箱冷藏室的內壁上。
所述風機的開關設置於冰箱冷藏室與冰箱門體的開合連接處，為壓觸式開關。冰箱冷藏室門體關閉時，門體會按壓開關，開關開通，風機開始運行，將緩慢釋放的維生素C帶到整個冰箱空間中，從而實現給放在冰箱中的食品保鮮的作用；當冷藏室門體打開時，會鬆脫對開關的按壓，開關斷開。其與冰箱照明燈的開關方式正好相反，採用一個單刀雙擲開關即可完成照明燈和風機的開關控制，這樣就可保證一條電路是接通的。
在對於冰箱較長時間不打開時，也就是風機一直處於工作狀態時，為節省能耗並保證風機的使用壽命，風機還可與一定時器相連，使風機每10分鐘運轉一次，兩次運轉之間停10分鐘。
對於本發明來說，冰箱內無須專門安裝燈光設備，採用冰箱內已有的照明燈即可，只要打開冰箱門透進日光或冰箱內照明燈的照射，就可以激發TiO2。這樣每開一次冰箱門，就等於是進行了一次滅菌。
本發明所述的設有銀鈦離子保鮮裝置的冰箱，採用納米級銀離子和TiO2配合使用，提高了活性，提高殺菌能力，並具有很好的分解有機物性能，達到延長冰箱內果蔬的保存期，使冰箱內果蔬保鮮的作用。
以上所述，僅為本發明的較佳實施例，並非用來限定本發明實施的範圍。所以凡依本發明申請範圍所述的形狀、構造、特徵及精神所為均是等同變化或修飾，均應包括於本發明的申請專利範圍之內。
權利要求
1.一種設有銀鈦離子保鮮裝置的冰箱，包括在冷藏室內固定設一保鮮裝置，其特徵在於所述的保鮮裝置包括一具有多個通孔的殼體和一置於殼體內的銀鈦玻璃載體。
2.根據權利要求1所述的設有銀鈦離子保鮮裝置的冰箱，其特徵在於所述的銀鈦玻璃載體通過高溫將銀、二氧化鈦燒結到玻璃上。
3.根據權利要求1或2所述的設有銀鈦離子保鮮裝置的冰箱，其特徵在於所述的銀鈦玻璃載體通過將銀化合物採用液相沉積法附著於玻璃上，再將玻璃放入TiO2溶膠中以浸潤提拉的方法得到處理過的玻璃，最後在溫度為380～600℃下燒結1～2個小時而成。
4.根據權利要求1所述的設有銀鈦離子保鮮裝置的冰箱，其特徵在於所述的保鮮裝置設於冰箱冷藏室的果菜盒內。
5.根據權利要求4所述的設有銀鈦離子保鮮裝置的冰箱，其特徵在於所述的保鮮裝置固定安裝於果菜盒的側上方。
6.根據權利要求1所述的設有銀鈦離子保鮮裝置的冰箱，其特徵在於所述的保鮮裝置內還設有一風機。
7.根據權利要求6所述的設有銀鈦離子保鮮裝置的冰箱，其特徵在於所述風機的控制開關為壓觸式開關，設置於冰箱冷藏室與冰箱門體的開合連接處，當冰箱門體關閉時，開關開通，冰箱門體打開時，開關斷開。
8.根據權利要求6所述的設有銀鈦離子保鮮裝置的冰箱，其特徵在於所述的風機還可與一定時器相連，使風機每10分鐘運轉一次，兩次運轉之間停10分鐘。
9.一種設有銀鈦離子保鮮裝置的冰箱的保鮮方法，其特徵在於，包括如下步驟先將銀、二氧化鈦通過高溫燒結到玻璃上，然後將其放入帶有通孔的殼體，再固定於冰箱冷藏室內。
10.根據權利要求9所述的設有銀鈦離子保鮮裝置的冰箱的保鮮方法，其特徵在於，所述的燒結過程為先將銀化合物採用液相沉積法附著於玻璃上，再將玻璃放入TiO2溶膠中以浸潤提拉的方法得到處理過的玻璃，最後在溫度為380～600℃下燒結1～2個小時。
全文摘要
本發明公開了一種設有銀鈦離子保鮮裝置的冰箱，包括在冷藏室內固定設一保鮮裝置，所述的保鮮裝置包括一具有多個通孔的殼體，一置於殼體內的銀鈦玻璃載體，同時還公開了一種冰箱的保鮮方法；該冰箱採用納米銀鈦離子結合方式，用銀離子來修飾TiO
文檔編號C03C17/36GK1904529SQ20051008554
公開日2007年1月31日 申請日期2005年7月28日 優先權日2005年7月28日
發明者黃熠, 孫桂紅, 王濱後 申請人:海爾集團公司, 青島海爾股份有限公司