[发明专利]光触媒水净化装置

说明书

技术领域

本发明关于一种水净化装置，特别是关于一种光触媒水净化装置及系统。

背景技术

光触媒的主要特性有杀菌、除臭及防霉，通过吸收光，将光能转换为化学作用，而产生强大的氧化作用，分解菌类产生的内毒素及水中重金属离子还原。常见的光触媒例如纳米TiO₂，根据研究显示纳米TiO₂能处理多种有毒化合物，可以将水中的烃类、卤化烃、酸、表面活性剂、染料、含氮有机物、有机磷杀虫剂、木材防腐剂和燃料油等很快地完全氧化为CO₂、H₂O等无害物质。二氧化钛的光触媒作用，可参考例如亚太物理学会公报(K.Hashimoto，H.Irie，A.Fujishima，AAPPS Bulletin December2007，Vol.17，No.6，p.12-28)及化学回顾期刊(A.Linsebigler，G.Lu，and J.T.Yates，Jr.，Chem.Rev.，1995，No.95，p.735-758)的报导。

光触媒可应用于水的净化处理，例如各种水源的处理，特别是储水槽、厨房用水处理等，需要大量且快速处理水，一般家用逆渗透的纯化机，仅适合用于饮水，不适合对所有家用水进行处理，除处理的费用高外要达到高出水量的设备也非常昂贵。然而，利用纳米二氧化钛的光触媒作用进行水处理目前还未得到广泛应用，主要是使光触媒产生氧化作用的紫外光源的装置仍属昂贵设备，例如杀菌灯等的价格仍高。再者，至今利用光触媒作用的装置大部分都是将光触媒以粉末或颗粒的方式装设于过滤器，由于光触媒在没有光的照射下的效果不佳且接触面积小，导致净化效果不佳。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的之一在于提供一种光触媒水净化装置及系统，其可提高光触媒及促进光触媒作用的光同时接触水中的污染物的几率，以使光触媒作用最佳化，达到最佳的净化效果。

本发明的目的之一，在于利用多通道(或多渠道)的设计，以提高纯化的水量(throughput)，同时使纯化装置小型化。

本发明的目的之一，在于利用光触媒作用，达到有杀菌、除臭及防霉的效果，本发明的光触媒材料可为二氧化钛、二氧化锡(SnO₂)、硫化镉(CdS)或氧化钨(WO₃)等。优选为二氧化钛。

此外，本发明的目的之一，在于利用电浆化学气相沉积系统成形光触媒薄膜于一物体上(水净化装置的构件上)，通过改变工艺中钛/氧比及后续退火温度和时间，使二氧化钛薄膜的光催化效果提升，保留其原形地覆盖(conformally cover)所述物体，以提高水与光触媒及照射的光同时接触的几率。

为了达到上述目的，本发明提供一种光触媒水净化装置，其包括：至少一水渠道，由至少一可挠性薄片、至少一上部密封基板以及至少一下部密封基板互相密封所构成，所述可挠性薄片的厚度方向与所述上部密封基板以及所述下部密封基板的厚度方向实质上互相成垂直而构成一水流空间；光触媒薄膜，形成于所述水渠道的所述可挠性薄片上，可与水接触；以及至少一紫外线发光二极管模块，设置于所述上部密封基板和/或所述下部密封基板，以使所述紫外线发光二极管模块发出的光照射流经所述光触媒薄膜上的水。包括多个水渠道时，其彼此间可为串联或并联连接。

在光触媒水净化装置中，优选地，所述水渠道是由多个可挠性薄片、一上部密封基板以及一下部密封基板互相密封所构成，所述上部密封基板以及所述下部密封基板分别具有多个凹槽，所述多个可挠性薄片分别从其长度方向卷成为具有一开口的半径依序由大变小的圆环状，并嵌入所述上部密封基板以及所述下部密封基板的凹槽，且排列成相邻圆环状的二开口设置于相对所述水渠道的中心的最远的两侧，使相邻圆环状的所述二开口的距离为最大。

在光触媒水净化装置中，优选地，所述水渠道是由一可挠性薄片、一上部密封基板以及一下部密封基板互相密封所构成，所述可挠性薄片从其长度方向卷成为螺旋状，与所述上部密封基板以及所述下部密封基板黏合而构成螺旋状的所述水流空间。

在光触媒水净化装置中，优选地，所述上部密封基板和/或所述下部密封基板为光学上可透过紫外光的基板，所述紫外线发光二极管模块设置于与所述水流空间相反侧的可透过紫外光的基板，发出的紫外光可透过透明基板而照射流经所述光触媒薄膜上的水。