[实用新型]光触媒反应组件

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光触媒处理部件，可以应用于空气净化杀菌除臭等技术领域。

背景技术

光触媒是一类以二氧化钛为代表的，在光的照射下自身不起变化，却可以促进化学反应，具有催化功能的半导体材料的总称。二氧化钛作为一种光触媒，在吸收太阳光或照明光源中的紫外线后，在紫外线能量的激发下发生氧化还原反应，表面形成强氧化性的氢氧自由基和超氧阴离子自由基，可把空气中游离的有害物质(各种有机化合物和部分无机物)及微生物分解成无害的二氧化钛和水，从而达到净化空气、杀菌、除臭等目的，这即为光催化技术，它目前被广泛应用在空气净化领域，是一项较为优越的空气净化技术。

一般来说，光触媒必须在紫外线的照射下才能发挥作用。如果不能获得太阳光照，若想激活光触媒，则必须另外加上紫外灯。当然，目前还有一些新型的复合催化剂，即在二氧化钛中加入一些铜、银等金属元素增加其活性，在自然光作用下也可发生催化反应。但在空气净化器中应用光催化技术时，其所采用的光触媒无论是传统的二氧化钛还是新型的复合催化剂，都需要配备紫外光源或可见光源，其光催化净化过程是靠风机带动空气不断循环通过有光源照射的光触媒反应层来实现的。

一般地，在应用同样光触媒的情况下，光触媒反应层与空气接触的面积越大、光触媒反应层与空气接触的时间越长、紫外光源辐照强度(或可见光源光照强度)越高，光催化的净化效果就越好。因此在考虑提升空气净化器的光催化净化效果时，也多是从这几个方面入手的，即：增大光触媒层的反应面积、延长气流通过光触媒层的时间、提高紫外光源辐照强度(或可见光源光照强度)；当然，通过改良光催化剂的活性也是可以提高净化效果的。

其中，为提升光催化净化效果而应用较为广泛的方法是：选用一些好的光催化剂载体来增大光触媒层的反应面积，如金属蜂窝网、泡沫金属网、活性炭纤维网等，但它们在应用的结构形式上都存在一些不足。金属蜂窝网光触媒反应层多是板式结构且有一定厚度，使用单个光源照射时会覆盖不均匀，这就会削弱一些反应层的作用，甚至会导致有些反应层完全不参与反应。若想覆盖均匀，可以增加光源数量或增大光源与光触媒反应层之间的距离，但这会带来功耗增加或结构尺寸增大的问题。在不增加功耗的情况下，可以考虑将一个强光源分成多个弱光源，但又会带来削弱辐照强度(或光照强度)的问题。

得益于泡沫金属网和活性炭纤维网的结构和材料特性，以它们作为载体的光触媒反应层可以做成筒状包围在光源四周，这样就基本不存在照射覆盖不均匀的情况。现有技术中公开的文献可以参考专利号为ZL201320346375.4的中国实用新型专利《一种空气净化装置》(授权公告号为CN203329590U)。类似的还可以参考专利号为ZL201520327349.6的中国实用新型专利《空气净化器的光触媒组件》(授权公告号为CN204952662U)。

但这些反应层使用时做不了太厚，因为光由内层透射到外层时，辐照强度(或光照强度)由于折射作用在不断被削弱，反应层太厚时，外层基本发挥不上作用。同时这些光触媒反应层的内部孔隙是相互贯通的，风机在带动空气通过这些反应层时，气流是沿着最小阻力路径走的，反应层中一定存在无气流通过的部分，即存在流通气流分布不均的问题；由于光触媒反应层不参与截留颗粒物，反应层的内部阻力特性基本不会改变，所以反应层中那些无气流通过的部分则会一直无法发挥作用。

现有技术中提供了一种改进方案，见专利号为ZL200610028181.4的中国发明专利《薄板组合式光触媒载体结构》(授权公告号为CN101096014B),该专利包括数片薄板、紫外光源，将数片薄板沿紫外光源的垂直轴线方向呈叠层状排列组合于一起，紫外光源从数片薄板的中间部位穿过，每一片薄板的表面均载有光触媒，各薄板之间留有供流体流动的间隙，薄板为回转平面。光触媒载体结构能充分利用紫外光的直线传播特点，可以使该光触媒载体获得超大的紫外光照射比表面积，同时通过增加薄板的数目或拓展薄板的叶片尺寸，相应地调整薄板的排列位置，可以获得更大的紫外线照射比表面积，当该薄板组合式光触媒载体结构应用于污染物处理系统后，能获得更高的处理效率。该专利通过对薄板是回转平面的限制，来提高紫外线照射比表面积。但对于层与层之间的关系及薄板内径和外径的之间的限定没有提出建设性意见，而这些技术点同一方可以做到优化设计。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述的技术现状而提供一种在整体体积一定的情况下能最大限度提高紫外有效照射表面积的光触媒反应组件。