陳麗智

（惠州市東恒環(huán)?？萍加邢薰荆?/p>

前言

光觸媒空氣凈化器，可謂是集負(fù)離子技術(shù)、疊層懸浮的濾筒、顆粒狀的活性炭、高效的過濾系統(tǒng)、紫外燈、高科技的光觸媒類技術(shù)等多項(xiàng)高新技術(shù)為一體的設(shè)備，它具有著有害有毒氣體快速分解、高效滅菌及除異味、高效的粉塵吸附等功能優(yōu)勢，對于空氣質(zhì)量的改善有著較大的功能作用，應(yīng)用價值較為突出。伴隨著人們生活水平的不斷提升，光觸媒式空氣的凈化器備受關(guān)注，且人們對該設(shè)備的各項(xiàng)要求也逐步提高。因此，為了能夠不斷優(yōu)化光觸媒式空氣的凈化器，就需研發(fā)者及相關(guān)設(shè)計(jì)人員結(jié)合以往的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對光觸媒式空氣的凈化器設(shè)計(jì)，進(jìn)行系統(tǒng)化研究。從而能夠更好地滿足于現(xiàn)代人對于光觸媒式空氣的凈化器各項(xiàng)需求，設(shè)計(jì)出滅菌、凈化效果最佳的一種光觸媒式空氣的凈化器，以帶動空氣凈化器行業(yè)的持續(xù)性發(fā)展，引領(lǐng)全新的空氣凈化器時代。

1 優(yōu)缺點(diǎn)分析

1.1 優(yōu)點(diǎn)

光觸媒式空氣的凈化器，它的基本優(yōu)點(diǎn)在于在光作用之下可把TVOC、氨、二甲苯、甲苯、苯、甲醛等一些有害的污染物、有機(jī)物、細(xì)菌、臭氣等，進(jìn)行氧化與分解成為無害的水（H2O）與二氧化碳（CO2）。該產(chǎn)品自身有著較高效性的光譜性消毒功能，可對病毒與細(xì)菌出現(xiàn)交叉性感染予以有效性控制，以達(dá)到細(xì)菌繁殖抑制及空氣凈化的效果。該產(chǎn)品自身并不會發(fā)生一定變化情況及損耗，它只是為提供反應(yīng)性場所，具有著無毒、安全、持久性等優(yōu)點(diǎn)，并不會形成二次性污染，為我國公認(rèn)的一種綠色化無污染性產(chǎn)品。

1.2 缺點(diǎn)

光觸媒式空氣的凈化器，其雖具有著較高的優(yōu)點(diǎn)。但是，卻還有著一定的缺點(diǎn)，光觸媒式空氣的凈化器需盡可能地確保室內(nèi)光線為其提供最適宜的基礎(chǔ)性光線條件，需將室內(nèi)空氣流動性予以增強(qiáng)，確保良好的通風(fēng)狀態(tài)。同時，光觸媒式空氣的凈化器必須在一段實(shí)踐內(nèi)紫外線的照射，才可達(dá)到較為明顯地滅菌效果，有著一定的局限性。因此，基于光觸媒式空氣的凈化器具有著一定的缺點(diǎn)，為了能夠進(jìn)一步提升光觸媒式空氣的凈化器功能優(yōu)勢，還需相關(guān)設(shè)計(jì)人員對其開展進(jìn)一步的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

2 設(shè)計(jì)研究

2.1 基本設(shè)計(jì)原理

光觸媒，它是光與觸媒這種催化劑的統(tǒng)稱。光觸媒屬于一類在光照射條件下，自身并不會出現(xiàn)變化情況卻可形成一定化學(xué)性反應(yīng)的物質(zhì)。①運(yùn)用二氧化鈦的光觸媒作為銳鈦礦式結(jié)構(gòu)，它能量實(shí)距為3.2eV，所對應(yīng)的射光波長為380nm。在利用光子的能量超出3.2eV光照射期間，材料內(nèi)部所被激發(fā)出的電子會形成電子空穴對，其光生的載流子會快速地轉(zhuǎn)移至材料表面，將材料表面所吸附的一些水分與氧充分激活，進(jìn)而形成具有較強(qiáng)氧化性的活性氧與自由的氫氧基，出現(xiàn)氧化性反應(yīng)，讓所有有機(jī)物、病毒、細(xì)菌等均徹底地分解成為無害的水（H2O）與二氧化碳（CO2）。如圖1～2所示，光譜當(dāng)中紫外線均可將光觸媒有效激活，通過自主性設(shè)計(jì)來激發(fā)該光觸媒諧振的光源，即可形成280～380nm紫外線，可最大線路地將光觸媒活性激活；②紫外線滅菌功能。通常情況下，運(yùn)用生物學(xué)紫外線，分別是UVC、UVB、UVA光譜的波段。UVC波段的生物效應(yīng)是最為突出的，它對于微生物有著較強(qiáng)的斷鍵力及滅菌性能；③臭氧滅菌過程為生物及化學(xué)的氧化反應(yīng)。臭氧滅菌功能作用機(jī)制為：作用在細(xì)胞膜，增加胞膜實(shí)際通透性，讓細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)逐漸外流，逐步失去了活力直至溶解死亡，達(dá)到最佳的空氣凈化效果。

圖1 光觸媒大氣凈化功能機(jī)構(gòu)示意圖

圖2 光觸媒實(shí)際反應(yīng)的方程式示意圖

2.2 具體設(shè)計(jì)

本款空氣的凈化器主要是利用光觸媒光催化的作用及臭氧滅菌作用、紫外線作用等基本原理設(shè)計(jì)。如圖3所示，為該基本設(shè)計(jì)原理。實(shí)驗(yàn)樣機(jī)由空氣的進(jìn)出口、控制電路、諧振光源、回旋風(fēng)道四個部分所構(gòu)成。

圖3 空氣的凈化器基本設(shè)計(jì)原理示意圖

2.2.1 多波段的諧振光源設(shè)計(jì)

在空氣的凈化器內(nèi)部，設(shè)計(jì)多波段的諧振光源（該光源主要是由6根或4根管結(jié)構(gòu)）。如圖4所示，為6根管結(jié)構(gòu)圖，由2支280～380nmTiO2的光觸媒式激光管。如圖5所示，為其發(fā)射的光譜性曲線圖，能夠讓光觸媒在高強(qiáng)度的激發(fā)性狀態(tài)之中，提升光觸媒實(shí)際利用效率；同時，還有1支254nm的滅菌及滅毒管、1支抽樣的滅菌管所構(gòu)成。

圖4 諧振光源的結(jié)構(gòu)示意圖

圖5 iO2的光觸媒性諧振管之光譜能量實(shí)際分布示意圖

2.2.2 導(dǎo)流回旋的風(fēng)道設(shè)計(jì)

如圖3所示，在該空氣的凈化器內(nèi)部進(jìn)行導(dǎo)流回旋的風(fēng)道設(shè)計(jì)，該風(fēng)道的內(nèi)壁及螺旋形的葉片上面均進(jìn)行了高效性iO2光觸媒的涂抹，在中央位置上放置了多波段的諧振光源，所進(jìn)入到該凈化器內(nèi)所有氣體會在風(fēng)道之中形成相應(yīng)回宣風(fēng)，將有害性氣體其與光觸媒接觸的時間、面積大大增加，以達(dá)到最佳的空氣凈化效果。

2.2.3 功效分析

那么，在光觸媒式空氣的凈化器經(jīng)過了優(yōu)化性設(shè)計(jì)之后，其各項(xiàng)功能優(yōu)勢均得以強(qiáng)化。主要表現(xiàn)于兩個方面：其一，在有害性氣體的去除方面。針對這一方面功能優(yōu)勢的優(yōu)化性設(shè)計(jì)效果，可通過實(shí)驗(yàn)操作來判定。在室內(nèi)環(huán)境中把6.0mL氨溶液、5.0mL甲醛均自然揮發(fā)于0.5h之后，將優(yōu)化設(shè)計(jì)后的凈化器開辟，進(jìn)風(fēng)口處進(jìn)行空氣樣品的采集，記錄為初始的質(zhì)量濃度；待2h之后，在該出風(fēng)口位置采集空氣的樣品，記錄為2h的質(zhì)量濃度；對空氣樣品當(dāng)中氨、甲醛等實(shí)際濃度進(jìn)行細(xì)致檢測，并將該空氣的凈化器針對與氨、甲醛實(shí)際去除率，精準(zhǔn)地計(jì)算出來。

3 結(jié)語

綜上所述，為了能夠提升光觸媒式空氣的凈化器各項(xiàng)系統(tǒng)功能，就需廣大研究者及技術(shù)人員積極投身于實(shí)踐當(dāng)中，積累更多的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，以不斷提升自身的專業(yè)水準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出最能夠符合于都市人員需求的一種光觸媒式空氣的凈化器，促進(jìn)我國空氣的凈化器相關(guān)行業(yè)持續(xù)性發(fā)展。