【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于环保建筑领域，具体涉及一种能长期低成本降解大气甲烷的建筑结构。
技术介绍
1、甲烷是具有快速增温效应的短寿命强势温室气体，其温室效应是 co2的21倍，对臭氧层的破坏能力是 co2的7倍，在20年尺度下的全球增温潜势（gwp20）约为二氧化碳的84倍。甲烷排放在目前人为感知的温室气体全球变暖中的贡献率达到了25%。
2、目前甲烷的降解多应用于消除煤矿瓦斯中，且研究主要为真空紫外光作为光源，tio2、ga2o3等作为催化剂。而在实际应用过程中难以满足真空紫外的条件，催化剂在自然太阳光照下催化效率也大大减弱。
3、专利cn104785260a公开了一种催化转化甲烷可见光催化剂及其制备方法和应用，即利用400 nm滤光片的太阳光模拟器作为光源，催化剂为ag-bi2wo6负载，在钛网上负载量优选为0.4~0.6 wt%，采用间歇光照方式，太阳能模拟器开关时间比例为1.8~2.2:1，即当气体中甲烷的体积百分含量为10%，相对湿度为8~10%，在常温常压下甲烷降解率在22.50%以上。催化剂ag-bi2wo6在可见光条件下进行催化降解甲烷的原理为：ag-bi2wo6表现出n型半导体的特征，单斜ag-bi2wo6禁带宽度约为2.4 ev（即吸收边的波长λ= 517 nm），能响应太阳光谱中可见光区的大部分，当所用能量等于或大于禁带宽度的光照射ag-bi2wo6时，价带上的电子（e-）被激发跃迁到导带，在价带上产生光生空穴（h+），并在电场作用下分离并迁移到粒子表面，光生空穴具有极强的得电子能力，可夺取半
4、由上可知，目前存在可见光条件下进行催化降解甲烷的催化剂，但是其仅处于试验阶段，没有规模化应用，也没有实现长期低成本的降解大气甲烷。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种能长期低成本降解大气甲烷的建筑结构，本专利技术将降解甲烷的光催化剂和太阳能烟囱技术相结合，在不需要额外能耗的情况下实现了对甲烷的持续性低成本降解。
2、本专利技术所采用的技术方案是：
3、一种能长期低成本降解大气甲烷的建筑结构，包括位于向阳面的集热墙（2）和位于集热墙（2）外侧的玻璃层（8），集热墙（2）和玻璃层（8）之间形成气流通道（5），集热墙（2）上下端设有连通室内和气流通道（5）的通风口，玻璃层（8）上下端设有连通气流通道（5）和室外的通风口，集热墙（2）上下端的通风口处分别设有风阀a（1）和风阀b（6），玻璃层（8）上下端的通风口处分别设有风阀c（7）和风阀d（9），集热墙（2）朝向玻璃层（8）的一面依次设有相变储热材料层（3）和吸附型光催化剂层（4），相变储热材料层（3）用于在环境温度高时吸热在环境温度低时释热，吸附型光催化剂层（4）用于在自然光下吸附并降解环境中的甲烷。
4、工作时：白天太阳辐射通过玻璃层（8）和吸附型光催化剂层（4）被相变储热材料层（3）吸收热量，相变储热材料层（3）在相变过程中保持温度恒定，减小室内温度波动，减少室内冷负荷；夜晚环境温度下降，相变储热材料层（3）释放热量，提高室内温度，增加舒适度；夏季时室内空气由风阀b（6）进入气流通道（5），太阳能辐射被相变储热材料层（3）吸收并加热空气使温度升高、密度降低，空气从风阀c（7）排出室外，以此达到通风效果，减少室内冷负荷；冬季时室外的冷空气由风阀d（9）进入气流通道（5），太阳能辐射被相变储热材料层（3）吸收并加热空气使温度升高、密度降低，空气从风阀a（1）进入室内，从而达到通风换气以及供暖的目的；气流经过气流通道（5）时，吸附型光催化剂层（4）会吸附并降解其中的甲烷。
5、优选地，相变储热材料层（3）包括混凝土基质以及分布在混凝土基质内的相变材料微胶囊，相变材料微胶囊以有机相变材料为芯材并以二氧化硅为壁材包裹成球体。
6、优选地，相变材料微胶囊占相变储热材料层（3）的体积比为10%。
7、优选地，吸附型光催化剂层（4）包括钛网以及负载在钛网上的可见光催化剂ag-bi2wo6。
8、优选地，ag-bi2wo6在钛网上的负载量为0.4~0.6 wt%，钛网网格密度为每平方厘米8孔。
9、优选地，背阳面的墙体上开设有连通室内和室外的窗户（10）。
10、本专利技术的有益效果是：
11、本专利技术将降解甲烷的光催化剂和太阳能烟囱技术相结合，其中，集热墙（2）和玻璃层（8）之间的气流通道（5）、集热墙（2）上的相变储热材料层（3）以及风阀a（1）、风阀b（6）、风阀c（7）和风阀d（9）形成简易的太阳能烟囱，其既能增强室内外的自然通风，还能利用相变储热材料潜热大、导热系数较小的优点维持室内温度相对适宜，有效减少室内能耗，关键是，其气流通道（5）通风效果好，吸附型光催化剂层（4）能对来往的空气进行处理，吸附并降解其中的甲烷，如此，无论是进入室内的空气还是排出室外的空气，都能被净化，从而改善环境空气质量；大气中甲烷浓度极低，捕获甲烷需要付出巨大的代价，本专利技术将降解甲烷的光催化剂和太阳能烟囱技术相结合，将高浓度短时间降解转化为低浓度长时间降解，在不需要额外能耗的情况下实现了对甲烷的持续性低成本降解。
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1.一种能长期低成本降解大气甲烷的建筑结构，其特征在于：包括位于向阳面的集热墙（2）和位于集热墙（2）外侧的玻璃层（8），集热墙（2）和玻璃层（8）之间形成气流通道（5），集热墙（2）上下端设有连通室内和气流通道（5）的通风口，玻璃层（8）上下端设有连通气流通道（5）和室外的通风口，集热墙（2）上下端的通风口处分别设有风阀a（1）和风阀b（6），玻璃层（8）上下端的通风口处分别设有风阀c（7）和风阀d（9），集热墙（2）朝向玻璃层（8）的一面依次设有相变储热材料层（3）和吸附型光催化剂层（4），相变储热材料层（3）用于在环境温度高时吸热在环境温度低时释热，吸附型光催化剂层（4）用于在自然光下吸附并降解环境中的甲烷。
2.如权利要求1所述的能长期低成本降解大气甲烷的建筑结构，其特征在于，工作时：白天太阳辐射通过玻璃层（8）和吸附型光催化剂层（4）被相变储热材料层（3）吸收热量，相变储热材料层（3）在相变过程中保持温度恒定，减小室内温度波动，减少室内冷负荷；夜晚环境温度下降，相变储热材料层（3）释放热量，提高室内温度，增加舒适度；夏季时室内空气由风阀b（6）进入气流通道（
3.如权利要求1所述的能长期低成本降解大气甲烷的建筑结构，其特征在于：相变储热材料层（3）包括混凝土基质以及分布在混凝土基质内的相变材料微胶囊，相变材料微胶囊以有机相变材料为芯材并以二氧化硅为壁材包裹成球体。
4.如权利要求3所述的能长期低成本降解大气甲烷的建筑结构，其特征在于：相变材料微胶囊占相变储热材料层（3）的体积比为10%。
5.如权利要求1所述的能长期低成本降解大气甲烷的建筑结构，其特征在于：吸附型光催化剂层（4）包括钛网以及负载在钛网上的可见光催化剂Ag-Bi2WO6。
6.如权利要求5所述的能长期低成本降解大气甲烷的建筑结构，其特征在于：Ag-Bi2WO6在钛网上的负载量为0.4~0.6 wt%，钛网网格密度为每平方厘米8孔。
7.如权利要求1所述的能长期低成本降解大气甲烷的建筑结构，其特征在于：背阳面的墙体上开设有连通室内和室外的窗户（10）。
...【技术特征摘要】
1.一种能长期低成本降解大气甲烷的建筑结构，其特征在于：包括位于向阳面的集热墙（2）和位于集热墙（2）外侧的玻璃层（8），集热墙（2）和玻璃层（8）之间形成气流通道（5），集热墙（2）上下端设有连通室内和气流通道（5）的通风口，玻璃层（8）上下端设有连通气流通道（5）和室外的通风口，集热墙（2）上下端的通风口处分别设有风阀a（1）和风阀b（6），玻璃层（8）上下端的通风口处分别设有风阀c（7）和风阀d（9），集热墙（2）朝向玻璃层（8）的一面依次设有相变储热材料层（3）和吸附型光催化剂层（4），相变储热材料层（3）用于在环境温度高时吸热在环境温度低时释热，吸附型光催化剂层（4）用于在自然光下吸附并降解环境中的甲烷。
2.如权利要求1所述的能长期低成本降解大气甲烷的建筑结构，其特征在于，工作时：白天太阳辐射通过玻璃层（8）和吸附型光催化剂层（4）被相变储热材料层（3）吸收热量，相变储热材料层（3）在相变过程中保持温度恒定，减小室内温度波动，减少室内冷负荷；夜晚环境温度下降，相变储热材料层（3）释放热量，提高室内温度，增加舒适度；夏季时室内空气由风阀b（6）进入气流通道（5），太阳能辐射被相变储热材料层（3）吸收并加热空气使温度升高、密度降低，空气从风阀c（7）排出室外，以此达到通风...
【专利技术属性】
技术研发人员：明廷臻，赵思童，石天豪，熊寒冰，职聪聪，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：
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