一种基于电化学原理的空调消毒杀菌过滤网及过滤方法技术

本发明专利技术属于空气处理技术领域，具体公开了一种基于电化学原理的空调消毒杀菌过滤网及过滤方法。所述空气过滤装置主要包括：三维纳米氧化亚铜层(阴极层)、固体电解质层和三维纳米氧化铜层(阳极层)；通过网状型骨架将三层结构固定，其中三维纳米氧化亚铜层与三维纳米氧化铜层将固体电解质层包裹在中间。所述空调消毒杀菌过滤网，由上述空气过滤装置组成。结合流体力学中的空气动力学，流动的空气接触到曲面时产生回流，延长空气的滞留时间，提高杀菌消毒效果。本发明专利技术所述消毒杀菌电化学型空调过滤网能够有效去除流入室内的空气中的有机污染物，且不会产生二次污染，同时也能够杀死细菌，使室内空气可以更加干净，不危害到人体健康。

An air conditioning disinfection and sterilization filter screen and filtration method based on electrochemical principle

【技术实现步骤摘要】
一种基于电化学原理的空调消毒杀菌过滤网及过滤方法
本专利技术属于空气处理
，特别涉及一种基于电化学原理的空调消毒杀菌过滤网及过滤方法。
技术介绍
空气污染又称大气污染，是由于人类活动或自然过程引起某些物质进入大气中，呈现出足够的浓度并且达到足够的时间，因此危害了人类的舒适、健康和福利或环境的现象。空气中所含的污染物主要有硫氧化物、氮氧化物等气状污染物，悬浮微粒、酸雾等粒状污染物，卤化物和挥发性有机污染物。这些污染物会引发急性支气管炎、肺炎和各种呼吸道疾病，甚至影响人的神经系统和生殖系统。空调作为室内外空气交换的通道，当被污染的室外空气进入室内时，会对室内的空气环境造成污染。目前，空调消毒杀菌过滤网通过除尘网及加强网进行简单的物理过滤，达到防尘效果，并不能消除空气中有害的挥发性有机污染物，并且长期积累的灰尘以及空气中水蒸气提供潮湿环境，加之空气中原有的微生物，导致网上很容易滋生细菌。而现阶段的空调消毒杀菌过滤网缺少高效的杀菌消毒能力，增加了室内空气污染风险。目前，市场上存在三种空调过滤网可以对交换进入室内的空气进行杀菌消毒。第一种是纤维状活性炭杀菌过滤网，但其中活性炭具有的孔隙吸附灰尘，会导致功能丧失，需要经常更换；第二种静电净化杀菌过滤网，但其作用效果慢，工作过程中会产生臭氧；第三种纳米光触媒杀菌过滤网，但其需要阳光或紫外光，灰尘的覆盖对其性能影响很大。这三种过滤网均价格昂贵，不适用于空调消毒杀菌。所以开发有良好杀菌消毒功效、价格便宜、满足新室内空气标准的空调消毒杀菌过滤网是未来市场急需解决的问题。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点与不足，本专利技术的首要目的在于提供一种空气过滤装置。本专利技术再一目的在于提供一种由上述空气过滤装置制备得到的空调消毒杀菌过滤网本专利技术另一目的在于提供一种空气过滤方法。本专利技术的目的通过下述方案实现：一种空气过滤装置，主要包括：三维纳米氧化亚铜层(阴极层)、固体电解质层和三维纳米氧化铜层(阳极层)；通过网状型骨架将三层结构固定，其中三维纳米氧化亚铜层与三维纳米氧化铜层将固体电解质层包裹在中间。所述三维纳米氧化亚铜层、固体电解质层和三维纳米氧化铜层或均呈平板型，依次排列；或当所述三维纳米氧化铜层为“U”字形时，所述三维纳米氧化亚铜层为“E”字形，所述固体电解质层为“弓”字形，相互镶嵌；所述三维纳米氧化亚铜层、三维纳米氧化铜层和电解质层的厚度独立地为0.01～1.00cm。所述三维纳米氧化铜层为3D蜂窝状，主要由纳米氧化铜和片状电源接口构成；优选地，所述3D蜂窝状中的窝孔为正六边形，边长为0.01～1mm；所述纳米氧化铜为正八面体微观结构，其边长为100～800nm。被污染的空气经纳米氧化铜材料消毒处理；所述三维纳米氧化亚铜层为3D蜂窝状，主要由纳米氧化亚铜和片状电源接口构成；优选地所述3D蜂窝状中的窝孔为正六边形，边长为0.01～1mm；所述纳米氧化亚铜为正八面体微观结构，其边长为100～800nm。经三维氧化铜过滤层处理的空气又经过纳米氧化亚铜材料进行杀菌处理；所述固体电解质层，主要由快离子导体、凝胶和增塑剂PVC导电材料构成，固体电解质层外部使用碳纤维包覆，使整个空气过滤装置形成闭合电路。优选地，所述快离子导体为Rb4Cu16Cl13I7和RbCu4Cl3I2中的至少一种；所述凝胶为黄原胶、壳聚糖凝胶、聚丙烯腈凝胶、硫酸凝胶、DN凝胶、PVDF-HFP型凝胶等中的至少一种；所述增塑剂PVC导电材料是以PVC粉为基料，添加炭黑、金属纤维、抗静电母粒等混炼而成；以质量比记，各组分的占比为PVC：炭黑：金属纤维：抗静电母粒＝20～40：5～10：5～10：5～10；增塑剂PVC导电材料的硬度变化范围比较宽、耐化学腐蚀性好。所述碳纤维与固体电解质接触紧密，可以显著提高正极材料与电解质的接触面积，降低界面接触电阻。优选地，所述固体电解质层中各组分的质量占比为快离子导体：凝胶：增塑剂PVC＝37～45:37～45:13～20。所述骨架的材料为铜、钨、银、镍、铝和铁中的至少一种。一种空调消毒杀菌过滤网，由上述空气过滤装置组成。结合流体力学中的空气动力学，流动的空气接触到曲面时产生回流，延长空气的滞留时间，提高杀菌消毒效果。优选地，所述空调消毒杀菌过滤网的总体结构为弓形曲面，曲率为0.3±0.1cm-1；优选地，当所述空气过滤装置中三维纳米氧化亚铜层、固体电解质层和三维纳米氧化铜层均呈平板型时，所述空气过滤装置的组数为3～5组，进行复合式交叉排列，每两组空气过滤装置排列之间加入绝缘层；优选地，所述空调消毒杀菌过滤网还包括卡槽式电源开关，由凸式片状电源插头和凹式电源插口构成；所述凸式片状电源插头位于过滤网两端，能够与凹式电源插口连接；所述凹式电源插口位于空调出风口内部，与空调电源相连接，两者之间设有小型变压器，将220V高压转化为2～3V低压。这样的开关便于过滤网拆卸清洗或更换。优选地，所述空调消毒杀菌过滤网还包括电流式寿命监控器，其由红绿信号灯、信号转化器、电流传感器和数据传输装置构成，通过电源线与凹式电源插口连接；通过测量电流数值确定空调过滤网是否到寿命年限，能够及时提醒用户需要进行空调过滤网的更换。具体为当污染物等附着在过滤网上时，会增大电阻，导致测得电流减小，当电流减小至0.10～100.00mA时，则过滤网失去功效，需要更换。此时，通过互联网将信息反馈给用户。一种基于电化学原理的空气过滤方法，通过上述空调消毒杀菌过滤网对空气进行过滤。具体为使空气先通过阳极层消毒，其中的有机污染物被氧化分解，曲霉菌、产芽胞杆菌、产色素细菌及真菌孢子等部分也会被杀死；之后被消毒的空气再通过阴极层，曲霉菌、产芽胞杆菌、产色素细菌及真菌孢子等大部分会被亚铜离子杀死。本专利技术相对于现有技术，具有如下的优点及有益效果：与现有技术相比，本专利技术消毒杀菌电化学型空调过滤网是将三维纳米氧化铜层、固体电解质层、三维纳米氧化亚铜层依次连接构成。这样，所述消毒杀菌电化学型空调过滤网能够有效去除流入室内的空气中的有机污染物，且不会产生二次污染，同时也能够杀死细菌，使室内空气可以更加干净，不危害到人体健康。附图说明图1为本专利技术的空气过滤方法的原理示意图；图2为实施例中纳米氧化铜与纳米氧化亚铜的正八面体晶型示意图；图3为实施例中过滤网网格的3D蜂窝形状示意图；图4为本专利技术空气消毒过滤网整体结构示意图；1-空气过滤装置，2-卡槽式电源开关，3-形成回流的待过滤空气，4-电流式寿命监控器，5-纳米氧化亚铜层，6-电解质层，7-纳米氧化铜层。具体实施方式下面结合实施例和附图对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例中所用试剂如无特殊说明均可从市场常规购得。如图4所示，实施例中所使用的空调消毒过滤网包括：空气过滤装置1、卡槽式电源开关2和电流式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空气过滤装置，其特征在于主要包括：三维纳米氧化亚铜层、固体电解质层和三维纳米氧化铜层；通过网状型骨架将三层结构固定，其中三维纳米氧化亚铜层与三维纳米氧化铜层将固体电解质层包裹在中间。/n

【技术特征摘要】
1.一种空气过滤装置，其特征在于主要包括：三维纳米氧化亚铜层、固体电解质层和三维纳米氧化铜层；通过网状型骨架将三层结构固定，其中三维纳米氧化亚铜层与三维纳米氧化铜层将固体电解质层包裹在中间。


2.根据权利要求1所述的空气过滤装置，其特征在于：所述三维纳米氧化亚铜层、固体电解质层和三维纳米氧化铜层或均呈平板型，依次排列；或当所述三维纳米氧化铜层为“U”字形时，所述三维纳米氧化亚铜层为“E”字形，所述固体电解质层为“弓”字形，相互镶嵌；
所述三维纳米氧化亚铜层、三维纳米氧化铜层和电解质层的厚度独立地为0.01～1.00cm。


3.根据权利要求1所述的空气过滤装置，其特征在于：
所述三维纳米氧化铜层为3D蜂窝状，由纳米氧化铜和片状电源接口构成；
所述三维纳米氧化亚铜层为3D蜂窝状，由纳米氧化亚铜和片状电源接口构成；
所述固体电解质层，由快离子导体、凝胶和增塑剂PVC导电材料构成；
所述骨架的材料为铜、钨、银、镍、铝和铁中至少一种。


4.根据权利要求3所述的空气过滤装置，其特征在于：所述三维纳米氧化铜层和所述三维纳米氧化亚铜层中的3D蜂窝状，其窝孔为正六边形，边长为0.01～1mm；所述纳米氧化铜和纳米氧化亚铜均为正八面体微观结构，其边长均为100～800nm。


5.根据权利要求3所述的空气过滤装置，其特征在于：所述快离子导体为Rb4Cu16Cl13I7和RbCu4Cl3I2中的至少一种；所述凝胶为黄原胶、壳聚糖凝胶、聚丙烯腈凝胶、硫酸凝胶...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆钢，蒲川，黄笑晗，刘海，朱明山，
申请(专利权)人：暨南大学，
类型：发明
国别省市：广东;44