[发明专利]一种去除室内VOCs的空气净化器及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及空气净化技术领域，特别涉及一种真空紫外光催化空气净化器。

背景技术

近年来，环境污染的控制与治理是人类社会面临和亟待解决的重大课题，人们对环保的认识已由室外延伸到了室内。从汽油、建筑材料、家具、香烟、电器等释放到室内的挥发性有机化学物质(VOCs)多达三百多种，其中包括甲醛、苯系物、氨、二氯(三氯)乙烯、一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫等高危险、高毒害气体。这些化学物质会引发人类和动物身体机能的功能异常，长期吸入甚至可以引起白血病、癌症等疾病。面对室内空气污染的严峻形势，人们迫切需要寻求一种经济有效且环境友好的处理方法。

室内空气的净化方式分为自然净化法和强制净化法。自然净化就是通过自然通风，开窗通风换气或安装排风扇，用新鲜空气置换室内被污染的空气，适合污染物较轻的场合，同时自然净化的效果取决于室外环境的清洁程度。强制净化则是采用一定的技术或技术产品使室内空气的质量好转，特别适用于居室和办公场所等具有密封性且污染物很难向室外扩散的情况。

强制净化又可分为回收法和分解法两种方式。回收法是室内空气的传统处理方法，通常利用物理或化学方法将空气污染物进行收集，例如机械过滤式、吸附式、静电式、负氧离子空气净化器等。该类方法对于固体颗粒污染物的去除效果较好，缺点是对于气态污染物特别是VOCs的去除效果较差。对于吸附式净化装置，随着时间的推移，吸附材料将达到饱和，当温度、风速升高到一定程度的时候，所吸附的污染物就有可能游离出来，再次进入室内空气之中，因此需要定时更新。

分解法是通过化学反应将气态污染物降解，最终变为对人体无害的物质，例如光催化空气净化器、臭氧空气净化器和生物法空气净化器，其中光催化技术作为一种新型氧化技术日益受到国内外学者的关注。2003年有研究者考察了纳米TiO₂涂料的光催化性能以及市面上销售的几种光催化空气净化器的性能(暖通空调2002,32，23-25；北京工业大学学报2005，31，58-62)，发现TiO₂颗粒对二氧化氮、二氧化硫及甲醛等室内空气污染物均有较好的降解效果并列举了几种光催化空气净化器所存在的一些技术问题，如纳米材料负载的不够牢固或几乎没有起到作用等，其研究为今后光催化空气净化器的研制开发提供了基础。2007年，研究者将WO₃改性的P25负载于蜂窝铝(Indoor Air 2007，17，305–316)，在UVC(254nm)光下光催化降解低浓度VOCs取得良好的降解效果，但能耗过高成本高。2013年有报道将TiO₂负载在碳织物纤维上(Journal of Hazardous Materials 2013，261，130–138)，在真空紫外光下光催化净化室内空气，能耗较低降解效率较高，但是该方式存在不能有效去除产生的过多臭氧而形成污染。2014年，研究者将Pd负载于TiO₂薄膜上，在室温下真空紫外光催化降解甲苯和臭氧获得了很好的去除效果(Chemical Engineering Journal 2014，252，337–345)，但是该方法引入贵金属Pd，提高制备成本不便于实际应用。

综上所述，室内空气净化器还是一个新旧技术并存的领域也是一个很有发展前途的领域。如今，各种室内空气净化器层出不穷，但就净化效果来说都不是很理想。必须综合各种净化原理的优点，完善其性能，设计出综合性较强的多重净化作用的室内空气净化器，才能彻底提高室内空气品质。

利用二氧化钛作为光催化剂，在真空紫外光下催化降解VOCs，包括难降解物质和其他方法难以除去的痕量污染物，最终生成CO₂和H₂O。虽然存在催化剂失活、催化剂难以固定、浓度降低降解效率也随之下降、产生多余臭氧等缺点，但总体上该技术有望成为净化室内空气中VOCs的有效手段。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提出一种去除室内VOCs的空气净化器，本发明可以在室温下持续、快速地降解室内空气中的VOCs，同时净化二次污染物和多余的臭氧，且结构简单，制造方便，可为室内人员提供更健康的生活环境，对于光催化空气净化器的发展具有重要意义。

一种去除室内VOCs的空气净化器，其特征在于，所述净化器包括底壳、光催化降解单元、臭氧分解净化单元、风扇、顶壳、外壳体；

所述底壳具有筛孔用于空气流入和过滤大颗粒杂物，底壳下安装有支脚；