多个等离子体驱动的催化剂反应器制造技术

本发明专利技术涉及一种利用等离子体驱动的催化剂技术的空气净化系统。该系统包括平行设置的多个等离子体驱动的催化剂反应器。使用包括锯齿形结构的锯齿形电极以促进等离子体的产生。本发明专利技术的系统提供了易于制造和按比例增大、以及提高了空气净化性能的优势。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】 相关申请的交叉参考 本申请是2014年7月29日提出的序列号为14/446, 331的非临时专利申请的部 分继续申请，将其公开内容通过引用全部并入本文。依照35U.S.C. § 119(e)，本申请是要求 了 2014年11月12日提出的序列号为62/078, 940的US临时专利申请的权益的非临时专 利申请，将该US临时专利申的公开内容通过引用并入本文。
本专利技术设及用于消毒、清洁和净化空气的等离子体驱动的催化剂（roc)技术的应 用。更具体地，本专利技术设及一种具有平行设置的多个等离子体驱动的催化剂反应器的空气 净化系统。
技术介绍
根据各种研究，城市居民在一天中大约80%的时间是花费在室内环境中，如家庭、 办公室、电影院、餐馆、商店和其他半封闭空间。由于各种各样的室内空气污染源，如吸烟、 油烟、墙纸胶、线圈、烧油取暖器、烟雾、PM2. 5等等，在运些半封闭空间中的空气质量可能会 很差。各种污染物的连续或间歇的排出可导致严重的人体健康损害，甚至死亡。通过通风 保持适当的室内空气质量通常会引进室外空气来稀释室内的空气空间。但是，如果室外空 气质量较差或缺乏室内通风的能力，则室内空气污染会持续。因而，需要空气净化系统净化 室内空气W便改善空气质量。 阳0化]等离子体是分子被离子化的气体，它包含许多组分，诸如不同能量的电子、正负离 子和中性粒子。许多研究表明，等离子体对于去除氮氧化物、硫氧化物、气味和挥发性有机 化合物是有效的。在各种类型的等离子体中，非热等离子体已被证明是分解挥发性有机化 合物和其他空气污染物的相当有效的技术。非热等离子体具有一些独特的性质，如在环境 溫度和大气压下的快速响应，在短的停留时间内实现高的电子能量，和容易操作。此外，等 离子体放电的方式类似于静电除尘器可用于灰尘和液滴收集。然而，研究人员一致认为， 应用等离子体消除挥发性有机化合物具有Ξ个主要的弱点，其包括与有害化合物（一氧化 碳、氮氧化物、其他挥发性有机化合物等）排放物的不完全氧化、差的能量效率和低矿化 度。不完全氧化导致形成有毒副产物，如一氧化碳（C0)、臭氧和气溶胶粒子，运甚至增大了 总的气体毒性。因此，运些副产物的形成需要额外的后处理系统，运增加了整个空气净化系 统的成本和复杂性。 EP1671659公开了一种消毒和净化装置，包括：壳体；设置在所述壳体上的定向空 气导流板；可移动的空气导流板，其包括在所述壳体内并设置在与所述定向空气导流板对 应的位置；等离子体反应器，其安装在所述可移动的空气导流板下面，并且所述等离子体反 应器从顶部至底部顺序安装阴离子阳极板、阴离子阴极板、等离子体阳极板和等离子体阴 极板，并且所述阴离子阳极板、阴离子阴极板、等离子体阳极板和等离子体阴极板是带网孔 的不诱钢板，纳米催化剂的薄膜覆盖在所述带网孔的不诱钢板的表面上。然而，由于在阳极 和阴极板上的催化剂覆层，使用运种方法来产生等离子体在w高强度提供等离子体方面不 那么有效。 根据具有用于空气处理的等离子体和催化剂组合的传统空气净化装置，等离子体 在腔室中产生，并且光催化剂层放置在该腔室的空气出口处，或该腔室的空气入口处。然 而，运种配置在空气净化中不是有效的，因为光催化剂层产生了空气净化系统的高空气阻 力，导致空气循环速度的衰减和通风机电负荷的增加。更甚者，需要额外的紫外光灯照射光 催化剂层W便自由基的产生，运增加了空气净化系统的成本和复杂性。并且，简单应用的UV 照射可能不够强，不足W产生足够的自由基来分解空气污染物，最终导致无效的空气净化。 因此，对于空气净化装置存在未满足的需求，所述空气净化装置能有效地去除空 气污染物且具有低的空气阻力、系统复杂性和功耗。
技术实现思路
本专利技术设及一种利用等离子体驱动的催化剂技术的空气净化系统。该系统包括平 行设置的多个等离子体驱动的催化剂反应器。 根据本专利技术的一实施方式，一种空气净化系统，包括：平行设置的多个等离子体驱 动的催化剂（roc)反应器；其中PDC反应器相互平行地堆叠；其中每个PDC反应器包括第 一电极、第二电极、第一介电层和第一光催化剂层；其中第一电极和第二电极相互平行地定 位，并且第一介电层位于第一电极和第二电极之间且形成在第一电极上；其中第一光催化 剂涂层涂覆在第二电极或者第一介电层上。 优选地，每个PDC反应器都呈长方形或者正方形，W便于在PDC反应器当中堆叠。 优选地，第一电极和第二电极呈长方形、正方形或者"U"形。 根据本专利技术的另一实施方式，一种空气净化系统包括：平行设置的多个等离子体 驱动的催化剂（roc)反应器；其中PDC反应器相互平行地堆叠；其中每个PDC反应器都包括 第一银齿形电极、第二银齿形电极、第一介电层和第一光催化剂涂层；其中第一银齿形电极 包括一个或多个第一银齿形结构，第二银齿形电极包括一个或多个第二银齿形结构；其中 第一银齿形电极和第二银齿形电极相互平行地定位，并且第一介电层位于第一银齿形电极 和第二银齿形电极之间且形成在第一银齿形电极上；其中第一光催化剂涂层涂覆在第二电 极或者第一介电层上。 优选地，第一银齿形电极和第二银齿形电极呈长方形、正方形或者"U"形。 本专利技术的系统提供了易于制造和按比例增大、W及提高了空气净化性能的又是。 另外，由于等离子体密度和放电区域大于蜂窝配置，因此平行设置要实现与蜂窝配置一样 的性能需要的电压要低。与蜂窝配置相比，平行设置的尺寸更紧凑。【附图说明】 在下文中参照附图更详细地描述本专利技术的【具体实施方式】，其中：图1是表示根据目前要求保护的专利技术的一实施方式的等离子体驱动的催化剂消 毒和净化装置的示意图； 图2是表示根据目前要求保护的专利技术的一实施方式的PDC装置中的等离子体反应 器的示意图，其中催化剂涂覆在电极上； 图3是表示根据目前要求保护的专利技术的一实施方式的PDC装置中的等离子体反应 器的示意图，其中催化剂位于两个电极之间； 图4是表示根据目前要求保护的专利技术的一实施方式的PDC装置中的等离子体反应 器的示意图，其中催化剂位于等离子体反应器的后端； 图5是一张照片，表示根据目前要求保护的专利技术的一实施方式的用于空气污染物 去除试验的实验设置； 图6是示意图，表示根据目前要求保护的专利技术的一实施方式的具有蜂窝配置的空 气净化系统的俯视图； 图7A是表示根据目前要求保护的专利技术的一实施方式的具有在两个电极之间的一 个介电层的平行设置的多个PDC反应器的配置的示意图； 图7B是表示根据目前要求保护的专利技术的一实施方式的具有在两个电极之间的两 个介电层的平行设置的多个PDC反应器的配置的示意图；图8A是表示根据目前要求保护的专利技术的一实施方式的具有在两个银齿形电极之 间的一个介电层的平行设置的多个PDC反应器的配置的示意图； 图8B是表示根据目前要求保护的专利技术的一实施方式的具有在两个银齿形电极之 间的两个介电层的平行设置的多个PDC反应器的配置的示意图； 图9A是表示根据目前要求保护的专利技术的一实施方式的"U"形电极的平面图；和 图9B是示出图9A的电极的另一视图。【具体实施方式】 在下面的描述中，多个空气净化装置和系统作为优选的例子被阐明。对于本领域 技术人员显而易见的是，可W在不背离本专利技术的范围和精神的情况下作出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空气净化系统，包括：平行设置的多个等离子体驱动的催化剂反应器；其中等离子体驱动的催化剂反应器相互平行地堆叠；其中每个等离子体驱动的催化剂反应器包括第一电极、第二电极、第一介电层和第一光催化剂层；其中第一电极和第二电极相互平行地布置，并且第一介电层位于第一电极和第二电极之间且形成在第一电极上；其中第一光催化剂涂层涂覆在第二电极或者第一介电层上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：李基凡，王磊，李家骏，陈蔚茵，
申请(专利权)人：纳米及先进材料研发院有限公司，
类型：发明
国别省市：中国香港;81