非动力型光催化室内空气净化装置及其制造方法.pdf

本发明公开了非动力型光催化室内空气净化装置，包括外构件、光源和净化结构，该净化结构包括光催化剂和玻璃纤维，光催化剂涂覆在玻璃纤维的表面，是一种二氧化钛水溶性溶胶。该二氧化钛水溶性溶胶包括TiO2、稳定剂、表面活性剂和水，其比例为：TiO295％、稳定剂0.5％、表面活性剂3％、水1.5％。同时，也公开了一种非动力型光催化室内空气净化装置的制造方法。本发明结构简单、净化效率高、速度也高。

1.  非动力型光催化室内空气净化装置，包括外构件、光源和净化结构，所述净化结构包括光催化剂和玻璃纤维，其特征在于所述光催化剂涂覆在所述玻璃纤维的表面，是一种二氧化钛水溶性溶胶，所述光催化剂包括TiO₂、稳定剂、表面活性剂和水，其比例为：TiO₂95％、稳定剂0.5％、表面活性剂3％、水1.5％。

2.  根据权利要求1所述光催化室内空气净化装置，其特征在于所述光源为365nm长波紫外线光源。

3.  根据权利要求1所述光催化室内空气净化装置，其特征在于所述二氧化钛水溶性溶胶的PH值为3.5-6.0、粒子大小为5-50nm。

4.  根据权利要求1或3所述光催化室内空气净化装置，其特征在于所述二氧化钛水溶性溶胶的溶质含量1.5-3.5g/100ml，密度是0.9-1.3kg/L，粘度是1-15/s。

5.  根据权利要求1所述光催化室内空气净化装置，其特征在于所述表面活性剂是磺酸钠。

6.  根据权利要求1所述光催化室内空气净化装置，其特征在于所述表面活性剂也可以是硬脂酸钠或月桂酸钠。

7.  根据权利要求1所述光催化室内空气净化装置，其特征在于所述稳定剂是丁醇。

8.  一种非动力型光催化室内空气净化装置的制造方法，其中所述光催化室内空气净化装置包括外构件、光源和净化结构，其特征在于所述净化结构的制造方法包括以下步骤：
第一步，在玻璃纤维材料的表面喷涂氟树脂溶剂，每平方米含有氟树脂溶剂10-15g，并进行120-150℃烘干处理，时间为大约1小时；
第二步，将光催化剂均匀喷涂在玻璃纤维的表面，每平方米含有光催化剂为15-20g；
第三步，所喷涂的玻璃纤维在120-150℃下进行烘干，时间为大约2小时；
第四步，得到成品。

非动力型光催化室内空气净化装置及其制造方法
技术领域
本发明公开了一种非动力型光催化室内空气净化装置及其制造方法，尤其是涉及到净化装置的净化结构及其制造方法。属于抗菌及空气净化技术领域。
背景技术
随着现代社会的发展，生活水平的提高，人们对健康的追求，对空气质量的要求也越来越高，室内空气净化器越来越受到人们的欢迎。室内空气净化器现在有采用光催化技术进行空气净化的，光催化技术具有高效、持续、无污染、环保的特点，它可以广泛的用于空气净化、水净化。日本将该技术应用到汽车净化、室内净化，并已形成市场规模，美国也有相关产品开发投入市场。近年来，国内生产的纳米二氧化钛光催化剂已达到令人满意的水平，现有光催化空气净化的主流方案是：在多孔材料如泡沫镍金属体、不锈钢网、蜂窝状活性炭网、纸纤维等基材的表面以喷涂、浸泡等方式加载纳米二氧化钛光催化剂，制成光催化网。然而，至今为止，所采用的二氧化钛光催化剂的催化效果并不能令人满意。为了获得更大更多的活性剂，通常采用大比面积的基材(如更小孔径的泡沫镍网)作为光催化剂的载体，结果是风阻大幅度提高，严重影响这类空气净化器的净化速度和效率，而且易形成二次污染，使用范围就变得很狭窄。本发明人于2009年5月21日提出了一项名称为“车载光催化净化器”的中国实用新型专利申请(申请号200920120102.1)。其中公开了一项利用太阳能作为能量来源的采用光催化净化技术的净化器，该尚未公开的专利申请并没有详细的公开净化结构及其制造方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单、净化效率高、无二次污染且使用范围更广的非动力型光催化室内空气净化装置。
本发明的第二个目的是提供一种上述装置的制造方法。
为达到上述第一个目的，本发明采用的技术方案是：
非动力型光催化室内空气净化装置，包括外构件、光源和净化结构，所述净化结构包括光催化剂和玻璃纤维，其特征在于所述光催化剂涂覆在所述玻璃纤维的表面，是一种二氧化钛水溶性溶胶。该二氧化钛水溶性溶胶包括TiO₂、稳定剂、表面活性剂和水，其比例为：TiO₂95％、稳定剂0.5％、表面活性剂3％、水1.5％。
优选，所述光源为365nm长波紫外线光源。
优选，所述二氧化钛水溶性溶胶的PH值为3.5-6.0、粒子大小为5-50nm。
优选，所述二氧化钛水溶性溶胶的溶质含量1.5-3.5g/100ml，密度是0.9-1.3kg/L，粘度是1-15/s。
优选，所述表面活性剂是磺酸钠。
优选，所述表面活性剂也可以是硬脂酸钠或月桂酸钠。
优选，所述稳定剂是丁醇。
为达成本发明的第二个目的，本发明提供了以下方法：
一种非动力型光催化室内空气净化装置的制造方法，所述光催化室内空气净化装置包括外构件、光源和净化结构，其特征在于所述净化结构的制造方法包括以下步骤：
第一步，在玻璃纤维材料的表面喷涂氟树脂溶剂，每平方米含有氟树脂溶剂10-15g，然后在120-150℃温度中烘干，时间为大约1小时；
第二步，将二氧化钛水溶性溶胶均匀喷涂在玻璃纤维的表面，每平方米含有TiO₂为15-20g；
第三步，所喷涂的玻璃纤维在120-150℃下进行烘干，时间为大约2小时；
第四步，得到成品净化结构。
本发明的有益效果：
由于本发明非动力型光催化室内空气净化装置采用的光催化剂涂覆在所述玻璃纤维的表面，是一种二氧化钛水溶性溶胶。该二氧化钛水溶性溶胶包括TiO₂、稳定剂、表面活性剂和水，其比例为：TiO₂95％、稳定剂0.5％、表面活性剂3％、水1.5％。本发明结构简单、净化效率高、速度也高，无二次污染且使用范围更广，可用于杀菌、除异味、解降有害有机物如：甲醛、苯、氨气、烟雾、氮氧化合物等。
具体实施方式
本发明包括外构件、光源和净化结构，所述净化结构包括光催化剂和玻璃纤维，其中光催化剂涂覆在玻璃纤维的表面，是一种二氧化钛水溶性溶胶，包括TiO₂、稳定剂、表面活性剂和水，其有很好的粘结性，具有优异的耐化学性、抗氧化性、耐热性、耐紫外线性、耐候性、耐久性、耐玷污染性等特性。
其中，稳定剂优选丁醇，因为丁醇在涂覆烘干后会自然挥发完；表面活性剂是磺酸钠、硬脂酸钠、月桂酸钠中的任意一种，除了通过改变粉体表面的静电斥力外，还可以与粉体间发生化学反应，在粒子表面形成壳层，增大两粒子间的斥力，使分散体系稳定。这样就可以解决光催化剂和玻璃纤维不同材料的防团聚技术、均匀分散技术。
玻璃纤维材料作为综合光催化剂的载体，其独特优势是：结构可设计性，可通过加捻、膨化织造、编织等制造工艺完成不同的结构设计和制造。
本发明所采用的光源是365nm波长的长波紫外线，在不同温度，不同湿度下，都可有效激发纳米TiO₂光催化剂，产生电子空穴，电子空穴能和水分子集合成羟基自由基，羟基自由基把密闭式空间内的甲醛、苯等分子分解CO₂和H₂O，空气中的浮游细菌，在光催化的超强氧化力作用下，破坏细菌细胞膜，凝固病毒的蛋白质，使细菌质流失而死亡，以达到抗菌、净化空气的效果。另外，表面上均涂覆有纳米TiO₂光催化剂的玻璃纤维层，其使用寿命有3年以上，与现有市场上的空气净化器相比，本发明使用更方便，因为市场上现有的多款空气净化器，在短时间使用后，都需要人工添加水或者相关液体。对于消费者来说，使用非常不便且耗费。
为了提高整体性能及外形美感，外构件可选用竹、木、铝合金中的任意一种材料制成。外构件的外形，用精致木制、竹制工艺定做，集古典文化与现代科技完美一体，增强了观赏性、实用性、功能性，灯具外形一般以六角形或长方形为主。
本发明中净化结构，也可以直接植入绿色家居装饰设计板块，达到美化、净化的双重效果。
下面案例对本发明中的净化结构的制造工艺作进一步详细的描述，但实施方式不限于此：
实施例1：
第一步，在玻璃纤维材料的表面喷涂氟树脂溶剂，每平方米含有氟树脂溶剂10g，并进行120℃烘干处理，时间为1小时。
第二步，将光催化剂均匀喷涂在玻璃纤维的表面，在每平方米含有光催化剂为15g，其中光催化剂的PH值为6.0、粒子大小为5nm，溶质含量1.5g/100ml，密度是1.3kg/L，粘度是15。
第三步，所喷涂的玻璃纤维在120℃下进行烘干，时间为2小时；
第四步，得到产品净化结构，光催化剂分布均匀，粘结性较好。
实施例2
第一步，在玻璃纤维材料的表面喷涂氟树脂溶剂，每平方米含有氟树脂溶剂15g，并进行150℃烘干处理，时间为1.5小时
第二步，将光催化剂均匀喷涂在玻璃纤维的表面，在每平方米含有光催化剂为18g，其中光催化剂的PH值为3.5、粒子大小为50nm，溶质含量1.5g/100ml，密度是0.9kg/L，粘度是1。
第三步，所喷涂的玻璃纤维在135℃下进行烘干，时间为2小时；
第四步，得到产品净化结构，光催化剂分布均匀，粘结性好。
实施例3
第一步，在玻璃纤维材料的表面喷涂氟树脂溶剂，每平方米含有氟树脂溶剂12.5g，并进行135℃烘干处理，时间为1.2小时。
第二步，将光催化剂均匀喷涂在玻璃纤维的表面，在每平方米含有光催化剂为20g，其中光催化剂的PH值为4.5、粒子大小为25nm，溶质含量1.5g/100ml，密度是1.1kg/L，粘度是8。
第三步，所喷涂的玻璃纤维在150℃下进行烘干，时间为2小时；
第四步，得到产品净化结构，光催化剂分布均匀，粘结性佳。
实施例4
第一步，在玻璃纤维材料的表面喷涂氟树脂溶剂，每平方米含有氟树脂溶剂10g，并进行150℃烘干处理，时间为1小时。
第二步，将光催化剂均匀喷涂在玻璃纤维的表面，在每平方米含有光催化剂为20g，其中光催化剂的PH值为4.5、粒子大小为15nm，溶质含量1.5g/100ml，密度是1.1kg/L，粘度是12。
第三步，所喷涂的玻璃纤维在135℃下进行烘干，时间为2小时；
第四步，得到产品净化结构，光催化剂分布均匀，粘结性好。
以上4个实施例均可以得到本发明中的净化结构，将该净化结构以常规方法与外构件和光源等组装起来，就能构成本发明非动力型光催化室内空气净化装置。
上述实例仅用于解释说明本发明的构思，而非对本发明权利保护的限定，凡利用此构思对本发明进行的非实质性的改动，均应落入本发明的保护范围。