[发明专利]一种空气杀菌净化器及其使用的光催化薄膜制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及到空气净化杀菌的技术领域，特别涉及到一种空气杀菌净化器 及其使用的光催化薄膜的制备方法。

背景技术

随着工业化和城市化的迅速发展，空气污染对人类生存造成的威胁已为大 众所知，特别是室内空气污染与人的生活息息相关。据调查表明，室内空气污 染程度远大于室外，特别是人口密集，环境相对密封的地方，随着时间的积累， 空气中有着许多有害的物质和细菌，严重的危害到人体的健康。因此空气杀菌 净化技术研究已经引起了广泛的关注。

现有技术中，光催化被认为是最具有发展前景的空气净化技术之一，目前 用于光催化剂的多为N型半导体，其中TiO₂因其具有无毒、催化活性高、氧化 能力强、稳定性好、廉价易得等优点是目前最常用的光催化剂。传统做法是在 铁丝网、镍网、铜网等表面镀上TiO₂薄膜，即将以上金属网浸泡在TiO₂醇或水 溶液中，再拿出加热，形成TiO₂薄膜。该方法产生的TiO₂薄膜颗粒在金属网上 的粘结性很差，在高温加热形成TiO₂薄膜的过程中，大量颗粒会剥落，造成金 属网表面的有效TiO₂薄膜纳米颗粒很少。在之后的使用过程中，任何风吹振动 等都会造成更多TiO₂颗粒剥落，这样，整个材料的光催化效率会不断下降。且 TiO₂是一种宽禁带半导体(金红石3.0eV，锐钛矿3.2eV),只能吸收紫外光， 而紫外光只占太阳能量的4％，因此，TiO₂对太阳光的利用率很低；同时紫外 光激发半导体产生光生电子和空穴，光生电子和空穴与附着于TiO₂上的有机污 染物发生作用，将其降解为无机小分子物质，但是，光生电子和空穴的复合速 率远大于与有机物发生作用的速率，这样大大地降低TiO₂的光催化效率。因 此，一种能够同时提高传统光催化剂的吸附量和光催化效率的高效担载材料是 发展和应用光催化技术所需要的。

石墨烯是一种单层碳原子的石墨材料，具有优异的导电、导热、机械性能 以及大的比表面积和吸附性能，因此利用石墨烯的特殊结构，将TiO₂颗粒复合 生长于石墨烯片层上，既能增大TiO₂的光催化面积，又能增大光生载流子的传 输速率，大大力高TiO₂的光催化效率。因此，通过石墨烯与半导体光催化材 料复合的石墨烯复合光催化剂粉体是一种具有高吸附量和高催化活性的新型光 催化材料。但二维石墨烯易团聚，难分散，很难获得高比表面积的材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种空气杀菌净化器，结构简单，净化杀菌速率快， 无二次污染的产生，能够有效的去除空气中有害的气体和有害细菌，且具有便 于携带的特点。

为此，本发明采用以下技术方案：

一种空气杀菌净化器，包括外壳、离心装置和光催化装置，所述离心装置 和光催化装置位于外壳内，所述离心装置位于光催化装置上方，所述外壳设有 进气口和出气口；所述光催化装置包括光源和光催化薄膜，所述光源位于光催 化薄膜内，所述光催化薄膜包括基底层、三维石墨烯层、TiO₂纳米薄膜层和纳 米银层，所述三维石墨烯层位于基底层和TiO₂纳米薄膜层中间，所述纳米银层 位于TiO₂纳米薄膜层之上。

其中，所述光催化薄膜装置还包括光催化薄膜安装网板，所述光催化薄膜 安装在光催化薄膜安装网板上。

其中，所述空气杀菌净化器还包括过滤装置，所述过滤装置位于光催化薄 膜的外侧，包括立体网板和活性炭海绵，所述活性炭海绵包裹立体网板。

其中，所述光源为LED灯，所述LED灯优选为紫外光LED灯。

其中，所述基底层为孔径为0.01-0.6mm的镍网或铜网。