一种空气净化系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及空气净化技术领域，尤其涉及一种空气净化系统及方法，结合高压放电和光催化作用，使具有一定相对湿度的待净化气流先穿过高压放电模块，去除待净化气流中的颗粒物以及杀灭待净化气流中的微生物；再穿过光催化模块，并在光源的照射下，氧化降解待净化气流中的VOCs，其中，光催化模块的至少一部分表面上负载有g‑C

【技术实现步骤摘要】
一种空气净化系统及方法
本专利技术涉及空气净化
，尤其涉及一种空气净化系统及方法。
技术介绍
空气中含有颗粒物、挥发性有机气体(VOCs)和微生物等多种污染物。高压放电在空气净化等领域有广泛的应用。该技术通过在电极之间施加高电压，从而击穿空气放电。在空气中放电产生的高能电子、自由基、过氧化氢和臭氧等物质可以和空气中的挥发性有机物(VOCs)分子反应，降解有机污染物。但是，放电产生的臭氧等物质对人体有强烈的刺激性和危害作用，如果任由这些物质排放到空气中，极有可能造成二次污染。紫外光催化在废气治理、空气净化等领域有广泛的应用。该技术利用紫外光照射和激发催化剂，在催化剂表面产生光生空穴-电子对，并引发一系列氧化还原反应，产生氧原子、自由基等具有强氧化性的物质，和空气之中的挥发性有机物(VOCs)分子反应，从而氧化、降解有机物分子，目前在实际应用中，通常将TiO2光催化剂固定在蜂窝材料(例如铝蜂窝、蜂窝活性炭、分子筛等)的内壁上。但是完全靠光催化反应净化VOCs，其净化效率还有提高的空间。
技术实现思路
本专利技术提出一种空气净化系统及方法，以解决现有的空气净化系统及方法存在净化效率不高的问题。一方面，本申请提供一种空气净化方法，结合高压放电和光催化作用，其步骤如下，包括：使具有一定相对湿度的待净化气流先穿过高压放电模块，去除待净化气流中的颗粒物以及杀灭待净化气流中的微生物；再穿过光催化模块，并在光源的照射下，氧化降解所述待净化气流中的VOCs，其中，所述光催化模块的至少一部分表面上负载有g-C3N4催化剂。优选的是，所述待净化气流的相对湿度不小于60％。优选的是，所述光源为紫外光源，且紫外光源发出的紫外光线的波长在360-375nm的范围内。另一方面，本申请还提供一种空气净化系统，包括高压放电模块、光催化模块和光源，其中：所述高压放电模块用于去除具有一定相对湿度的待净化气流中的颗粒物和杀灭微生物；所述光源用于引发光催化反应；所述光催化模块位于所述高压放电模块的一侧，用于在光源的照射下，氧化降解待净化气流中的VOCs，所述光催化模块的至少一部分表面上负载有g-C3N4催化剂。优选的是，还包括加湿装置，所述加湿装置用于控制待净化气流的相对湿度。优选的是，所述光源为汞灯或紫外发光二极管。优选的是，所述光源位于所述光催化模块的正上方。优选的是，所述高压放电模块和光催化模块之间的距离不超过2mm。优选的是，所述光催化模块的至少一部分的材质为玻璃，所述玻璃的表面上负载有g-C3N4催化剂。相比于现有技术，本专利技术的有益效果在于：本专利技术结合高压放电区、紫外消毒和光催化模块的优点，又相互弥补不足。潮湿的空气在高压放电作用下产生O3、H2O2和·OH等强氧化性物质。这些物质到达g-C3N4催化剂表面后，可以大幅促进紫外光催化降解VOCs的效率。并且g-C3N4催化剂在潮湿空气中可以高效净化VOCs，使得整个系统的净化效率高。由于净化效率的提高，高压放电的功率可以很低，低功率的高压放电模块在放电时几乎不产生臭氧，即使产生少量臭氧，也会被g-C3N4催化剂充分利用，不会造成臭氧二次污染。紫外光源不仅能消毒杀灭整个净化装置内部的微生物，消除微生物重新污染气流的风险；而且能够引发光催化反应去除空气中的VOCs。附图说明图1为本专利技术空气净化系统的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施方式中的附图，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施方式。本申请提供一种空气净化系统，包括高压放电模块1、光催化模块2和光源3。高压放电模块1用于去除具有一定相对湿度的待净化气流中的颗粒物和杀灭微生物。光催化模块2位于高压放电模块1的一侧，且光催化模块2的至少一部分表面上负载有g-C3N4催化剂。光源3设置在能够充分照射到g-C3N4催化剂的位置上，例如光催化模块2的上方或两侧，用于引发光催化反应。本申请结合高压放电模块1、紫外消毒和光催化模块2的优点，又相互弥补不足。一方面，高压放电产生的高能电子和自由基等物质，到达g-C3N4催化剂表面后，可以大幅促进光催化降解VOCs的效率；另一方面，g-C3N4催化剂在潮湿空气中可以高效净化VOCs。由于净化效率提高，高压放电模块1的功率可以很低。本申请选用低功率的高压放电模块1，低功率高压放电模块1在运行时几乎不产生臭氧，即使产生少量臭氧，也会被g-C3N4催化剂充分利用，从而避免产生二次污染。作为本专利技术一个具体的实施例：系统还包括加湿装置，加湿装置用于控制待净化气流的相对湿度。由于g-C3N4催化剂在潮湿空气中可以高效净化空气中的VOCs，通过对加湿装置提高待净化气流的相对湿度，能够有效提高净化效率。作为本专利技术一个具体的实施例：光源3为汞灯或紫外发光二极管。汞灯或紫外发光二极管发出紫外光线的波长在365nm附近，例如360-375nm。紫外光照射一方面辅助杀灭微生物，另一方面还会照射光催化模块中的g-C3N4光催化剂，引发光催化反应，氧化降解气流中的有机污染物。作为本专利技术一个具体的实施例：光催化模块2的至少一部分的材质为玻璃，玻璃的表面上负载有g-C3N4催化剂，玻璃不仅成本低，具有的透光性能也能提高净化效率。作为本专利技术一个具体的实施例：高压放电模块1和光催化模块2之间的距离不超过2mm。一种空气净化方法，结合高压放电和光催化作用，其步骤如下，包括：步骤1：使具有一定相对湿度的待净化气流先穿过高压放电模块1，利用高压放电去除待净化气流中的颗粒物，高压放电产生的高能电子和自由基等物质可以帮助杀灭待净化气流中的微生物。步骤2：再使经过步骤1后的待净化气流穿过光催化模块2，在光源3的照射下，氧化降解待净化气流中的有机污染物。位于光催化模块2上方的光源3发出的光照射在负载在光催化模块2表面上的g-C3N4催化剂上，引发光催化反应，氧化降解气流中的有机污染物。作为本专利技术一个具体的实施例：待净化气流的相对湿度不小于60％，例如可以为70％或95％。由于潮湿的待净化气流在高压放电的作用下会产生O3、H2O2和·OH等强氧化性物质，当这些物质到达g-C3N4催化剂表面后，可以大幅促进紫外光催化降解VOCs的效率。同时，g-C3N4催化剂可以充分利用O3、H2O2和·OH等强氧化性物质，提高净化效率。由于净化效率高，因此高压放电模块1的功率可以很低，低功率高压放电模块1在运行时几乎不产生臭氧，从而避免二次污染。作为本专利技术一个具体的实施例：光源3可以是但不本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空气净化方法，其特征在于，结合高压放电和光催化作用，其步骤如下，包括：使具有一定相对湿度的待净化气流先穿过高压放电模块，去除待净化气流中的颗粒物以及杀灭待净化气流中的微生物；再穿过光催化模块，并在光源的照射下，氧化降解待净化气流中的VOCs，其中，所述光催化模块的至少一部分表面上负载有g-C

【技术特征摘要】
1.一种空气净化方法，其特征在于，结合高压放电和光催化作用，其步骤如下，包括：使具有一定相对湿度的待净化气流先穿过高压放电模块，去除待净化气流中的颗粒物以及杀灭待净化气流中的微生物；再穿过光催化模块，并在光源的照射下，氧化降解待净化气流中的VOCs，其中，所述光催化模块的至少一部分表面上负载有g-C3N4催化剂。


2.根据权利要求1所述的一种空气净化方法，其特征在于，所述待净化气流的相对湿度不小于60％。


3.根据权利要求1或2所述的一种空气净化方法，其特征在于，所述光源为紫外光源，且紫外光源发出的紫外光线的波长在360-375nm的范围内。


4.一种空气净化系统，其特征在于，包括高压放电模块、光催化模块和光源，其中：
所述高压放电模块用于去除具有一定相对湿度的待净化气流中的颗粒物和杀灭微生物；
所述光源...

【专利技术属性】
技术研发人员：喻学锋，曾宇翾，贺兴臣，康翼鸿，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44