申请/专利权人：安徽工业大学

申请日：2019-04-09

公开（公告）日：2024-03-19

公开（公告）号：CN110038425B

主分类号：B01D53/86

分类号：B01D53/86;B01D53/72;B01D53/44;B01D46/10;B01D46/121

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.19#授权;2019.08.16#实质审查的生效;2019.07.23#公开

摘要：本发明公开了一种石墨烯‑TiO2光催化空气净化器，属于空气净化设备技术领域。本发明中的金属支撑网沿壳体高度方向上平行设置，将壳体内部分割成多个隔层，且每个隔层中设有可见光光源和石墨烯‑TiO2涂料；壳体中部沿其高度方向上设有贯穿金属支撑网的圆台形送风风道，该送风风道的上端封闭，下端为一通孔，且该送风风道沿其高度方向上设有多个环形出风口，且每个环形出风口与对应的一个隔层相连通，所述环形出风口将空气等量的送入到对应的隔层中。本发明通过设有一圆台形的送风风道，空气经过送风风道上的出风口，等量的送入到隔层中，由各隔层中的可见光光源和石墨烯‑TiO2涂料对空气进行净化，能够有效对空气进行净化，提高净化效率。

主权项：1.一种石墨烯-TiO2光催化空气净化器，其特征在于：包括设置在壳体10内部的可见光光源11和金属支撑网60，其中，所述的金属支撑网60沿壳体10高度方向上平行设置，且至少设有三个，将壳体10内部分割成多个隔层，且每个隔层中设有可见光光源11和石墨烯-TiO2涂料；所述壳体10中部沿其高度方向上设有贯穿金属支撑网60的圆台形送风风道70；所述送风风道70的上端封闭，下端为一通孔，且该送风风道70沿其高度方向上设有多个环形出风口72，且每个环形出风口72与对应的一个隔层相连通，所述环形出风口72将空气等量的送入到对应的隔层中。

全文数据：一种石墨烯-TiO2光催化空气净化器技术领域本发明涉及空气净化设备技术领域，更具体地说，涉及一种石墨烯-TiO2光催化空气净化器。背景技术随着社会经济发展和人民生活水平的提高，人民群众对象征生活质量的居室环境日益重视，迫切希望有一个安全健康的生活空间。然而，目前的室内装修、装饰材料大多含有对人体有害的成分，如甲醛和苯系物等，给室内环境造成严重污染。为了解决这一问题，一般采用空气净化装置对室内的空气进行净化，有效保证室内人员的健康。空气净化装置对室内空气进行净化主要通过物理吸附、紫外线照射、纳米光催化等多种方式结合共同对室内空气进行净化，保证室内空气的净化效果。现有技术中的空气净化装置普遍采用二氧化钛作为光催化氧化反应的催化剂，对室内空气进行净化，其净化原理为：在紫外灯的照射下，由于光子的能量大于禁带的宽度，其价带上的电子被激发，跃过禁带进入导带，同时在价带上形成相应的空穴。光致空穴h+具有很强捕获电子的能力，而导带上的光致电子e-又具有很强的活性，在TiO2表面形成了氧化还原体系。虽然光致空穴h+和光致电子e-和空气中的水与氧气发生氧化还原反应产生氧化能力很强的OH基团，能够将甲醛、甲苯等挥发性有机物分解为二氧化碳与水，对室内空气进行进化，但是在净化的过程中，紫外灯射出的紫外光一方面对人体有一定的伤害，另一方面，其净化过程中会产生一定的臭氧，排入到室内对室内人员身体健康造成一定的伤害。经检索，中国专利申请号201710494058.X，申请公布日：2017年10月24日，发明创造名称为可见光光催化空气净化过滤器，该申请案在空气净化器内部设置了进气口、前除尘模块、空气过滤模块、鼓风机、后除尘模块与出气口；空气过滤模块包括LED灯与若干石墨烯纤维层，纤维层表面负载可见光催化纳米材料；虽然该申请案通过LED灯、石墨烯纤维层以及负载在纤维层表面上的可见光催化纳米材料三者共同配合对空气进行净化，以有效避免二次污染臭氧的产生，但是该申请案在使用过程中时，靠近前除尘模块的石墨烯纤维层上的光催化纳米材料的效果逐渐降低，由于前端石墨烯纤维层的阻碍，导致大部分未净化完全的空气从石墨烯纤维层的侧面流向鼓风机，因此，导致排出空气的净化效果并不理想，有待改进。发明内容1.发明要解决的技术问题本发明的目的在于克服现有技术中空气净化装置净化效果不理想的问题，提供了一种石墨烯-TiO2光催化空气净化器；本发明通过设有一圆台形的送风风道，空气经过送风风道上的出风口，等量的送入到隔层中，由各隔层中的可见光光源和石墨烯-TiO2涂料对空气进行净化，能够有效对空气进行净化，提高净化效率。2.技术方案为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：本发明的一种石墨烯-TiO2光催化空气净化器，包括设置在壳体内部的可见光光源和金属支撑网，其中，所述的金属支撑网沿壳体高度方向上平行设置，且至少设有三个，将壳体内部分割成多个隔层，且每个隔层中设有可见光光源和石墨烯-TiO2涂料；所述壳体中部沿其高度方向上设有贯穿金属支撑网的圆台形送风风道；所述送风风道的上端封闭，下端为一通孔，且该送风风道沿其高度方向上设有多个环形出风口，且每个环形出风口与对应的一个隔层相连通，所述环形出风口将空气等量的送入到对应的隔层中。作为本发明的更进一步改进，所述送风风道的母线与底面的夹角为arctan6.67。作为本发明的更进一步改进，所述送风风道的上端面的直径为50mm，下端面的直径为200mm，高500mm。作为本发明的更进一步改进，所述环形出风口设有3个，且环形出风口的宽度为20mm，其开设位置分别位于送风风道高度方向的100mm、250mm和400mm；所述金属支撑网设有4个，其中位于壳体内部从上往下第一个金属支撑网与送风风道的上端相平行。作为本发明的更进一步改进，所述送风风道沿其周向等间隔设有至少3个支撑柱，每个支撑柱垂直并贯穿金属支撑网，位于每个隔层中的支撑柱上设有一圆柱形搭载体，该圆柱形搭载体表面上设有石墨烯-TiO2涂料。作为本发明的更进一步改进，所述石墨烯-TiO2涂料喷涂在涂料膜上，所述涂料膜粘贴在圆柱形搭载体表面和或隔层的内壁上。作为本发明的更进一步改进，所述金属支撑网上负载有蜂窝式活性炭吸附材料。作为本发明的更进一步改进，所述可见光光源为可见光光源为LED灯，且LED灯设置在每个隔层的内壁上。作为本发明的更进一步改进，所述壳体底部为进风口，进风口与轴流风机之间设有HEPA过滤网；所述壳体顶部为出风口。作为本发明的更进一步改进，所述石墨烯-TiO2涂料的制备方法，其步骤为：步骤一、取氧化石墨配置成1mgml的溶液，超声1-1.5h；步骤二、取150ml-200ml的上述溶液，称取1.2g硫酸钛与60mg葡萄糖溶解于溶液中，超声1.3-1.8h，磁力搅拌12-16h；步骤三、搅拌后的溶液转移置水热反应釜中，将其放置烘箱中，控制温度130-170℃，恒温10h，烘干后在马弗炉中缓慢升温至400-500℃，恒温2-2.5h；步骤四、自然冷却至室温，研碎备用；步骤五、将水、水玻璃、磷酸三丁酯、丙二醇丁醚加入烧瓶充分搅拌后加入研碎后的粉体，磁力搅拌0.4-0.8h；步骤六、加入质量百分比为30％硫化锌、70％硫酸钡混合制成的立德粉，搅拌0.5h；步骤七、加入丙烯酸乳液后，添加中和剂使pH值达到8；步骤八、加入硅藻土、二丙酮醇，搅拌均匀后陈化得到石墨烯-TiO2涂料。3.有益效果采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：1、本发明的一种石墨烯-TiO2光催化空气净化器，通过金属支撑网分割成多个隔层，并通过一圆台形送风风道将空气等量的送入到每个隔层中，在可见光光源和石墨烯-TiO2涂料的共同作用下对空气进行净化，提高空气净化器的净化质量以及净化效率。2、本发明的一种石墨烯-TiO2光催化空气净化器，为了保证空气净化的效率以及净化质量，其圆台形送风风道的母线与底面的夹角设为arctan6.67，即送风风道的侧面坡度较大，空气在送风风道中流动时，更容易通过环形出风口等量的送入到对应的隔层中，从而达到很好的净化效果。3、本发明的一种石墨烯-TiO2光催化空气净化器，为了进一步提高空气净化器的净化效果，一方面将石墨烯-TiO2涂料设置在圆柱形搭载体，另一方面，在金属支撑网上负载有蜂窝式活性炭吸附材料，使得空气在每个隔层中的净化效果更好，有效保证了空气净化的质量。4、本发明的一种石墨烯-TiO2光催化空气净化器，通过将石墨烯-TiO2涂料喷涂在涂料膜上，一方面，便于将涂料膜粘贴在圆柱形搭载体的表面，另一方面涂料膜在使用一段时间后便于更换，降低使用成本，延长了空气净化器的使用寿命。5、本发明的一种石墨烯-TiO2光催化空气净化器，其石墨烯-TiO2涂料相对于现有技术中的光催化剂而言，该涂料能够有效抑制光生载流子的复合，延长光谱响应范围，在可见光条件下就能降解挥发性的有机物，其净化所需的时间较短，效率高，同时也避免了二次污臭氧的产生。附图说明图1为本发明的一种石墨烯-TiO2光催化空气净化器的剖面结构示意图；图2为本发明的一种石墨烯-TiO2光催化空气净化器的俯视结构示意图；图3为本发明的送风风道的结构示意图；图4为本发明的金属支撑网的结构示意图。示意图中的标号说明：10、壳体；11、可见光光源；20、进风口；30、HEPA过滤网；40、减震降噪机构；50、轴流风机；60、金属支撑网；61、第一固定孔；62、第二固定孔；70、送风风道；71、固定杆；72、环形出风口；73、挂钩；81、支撑柱；82、圆柱形搭载体；90、出风口。具体实施方式为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。实施例1现有技术中，为了实现对室内空气进行净化一般通过紫外灯和TiO2光催化剂对空气进行净化，虽然该方式对空气净化的效果较好，但是由于通过紫外灯发射的紫外线对TiO2光催化剂进行催化，达到净化效果，但是，在整个的净化过程中会产生一定的二次污染物—臭氧，臭氧会随着净化后的空气一起进入到外界，由于臭氧会对人体造成一定的伤害，因此，该类的空气净化器需要进一步改进。结合图1、图3和图4，本实施例的一种石墨烯-TiO2光催化空气净化器，包括设置在壳体10内部的可见光光源11和金属支撑网60，其中，本实施例中的金属支撑网60沿壳体10高度方向上平行设置，且至少设有三个，将壳体10内部分割成多个隔层，且每个隔层中设有可见光光源11和石墨烯-TiO2涂料，当待净化的空气进入到隔层中时，可见光光源11进行照射，使石墨烯-TiO2涂料发挥作用，从而对空气进行净化。值得说明的是该空气净化器主要针对室内空气进行净化；且可见光光源11采用节能的LED灯，避免使用紫外灯产生对人体有害的臭氧，同时也避免了紫外线对人体带来的伤害。此外，本实施例中的一种石墨烯-TiO2光催化空气净化器，还包括送风风道70，该送风风道70沿壳体10高度方向上设置，且送风风道70位于壳体10中部。如图1所示，本实施例中的送风风道70为圆台形，且贯穿金属支撑网60。如图4所示，本实施例中的金属支撑网60在其中部设有第一固定孔61，便于送风风道70通过。本实施例中的送风风道70的上端封闭，下端为一通孔，且在通孔的正下方设置有一轴流风机50，用于将待净化空气送入到送风风道70中；且送风风道70沿其高度方向上设有多个环形出风口72，且每个环形出风口72与对应的一个隔层相连通。值得说明的是，假设空气净化器并未设计有送风风道70，轴流风机50将待净化空气送入到上方的隔层中，虽然待净化空气可以在可见光光源11和石墨烯-TiO2涂料作用下被净化，对于刚开始使用的空气净化器来说其净化效果较好，因为待净化空气在轴流风机50的作用下，需要在壳体10内部从下往上运动，依次经过每一个隔层，相当于空气在隔间中进行多级净化，使得排出空气净化器的空气质量较好；但是在不断的使用过程中，位于壳体10内部从下往上的隔层中的石墨烯-TiO2涂料的净化效果会越来越差，尤其是位于最下方的隔层中的石墨烯-TiO2涂料的净化效果最差，为了保证空气的净化质量，需要在使用时间相对较短的情况下，对隔层中的石墨烯-TiO2涂料进行更换，导致空气净化器的使用成本增加。此外，在更换过程中并不知道要更换哪几个隔层，对于更换人员来说是是一个头疼的问题，因此，一般将所有隔层中的所有石墨烯-TiO2涂料进行更换，造成资源的浪费。本实施例中的一种石墨烯-TiO2光催化空气净化器，通过增设有送风风道70能够很好的解决上述空气净化器存在的问题。此外，由于送风风道70开设的是环形出风口72使得圆台形的送风风道70分割成多个，为了使送风风道70为一个整体，本实施例中在送风风道70的侧壁沿其周向上等间隔固定设有多个固定杆71，如图3所示，固定杆71沿送风风道70的母线方向上设置；此外，位于壳体10内部的每个金属支撑网60上第一固定孔61的直径大小不同，如图1所示，壳体10内部从上到下其直径逐渐增大。优选的，本实施例中的固定杆71设有4个。本实施例中的一种石墨烯-TiO2光催化空气净化器，当轴流风机50转动时，带动空气运动，将空气送入到送风风道70中，经环形出风口72等量的送入到对应的隔层中，由每个隔层中的可见光光源11和石墨烯-TiO2涂料共同对流入各自的空气进行净化，值得说明的是由于将待净化的空气整体等量的分配到各个隔层中，使得空气净化器的净化质量以及净化效率得到大大提高。实施例2本实施例的一种石墨烯-TiO2光催化空气净化器，基本同实施例1，更进一步的：由于一般室内的空气的流动速度小，室内人员也少，在不影响室内人员的情况下，其轴流风机50的转速较小，产生的噪音小，因此，为了使空气更容易通过环形出风口72等量的送入到对应的隔层中，本实施例中的送风风道70的母线与底面的夹角为arctan6.67，即送风风道70的侧面坡度较大，流速较小的空气在送风风道70中流动时，等量均匀进入到各自对应的隔层中进行性净化，从而达到很好的净化效果。值得说明的是，本实施例中的送风风道70的母线与底面的夹角如果小于arctan6.67，即送风风道70的侧面坡度相对于arctan6.67较小，导致空气在送风风道70中流动过程中，空气会从直接从环形出风口72流出，导致空气在送风风道70中的流动较小，因此空气等量均匀进入到各自对应的隔层的机会较小，影响空气净化器的净化效果；如果送风风道70的母线与底面的夹角大于arctan6.67，即送风风道70的侧面坡度相对于arctan6.67较大，导致空气在流动过程中个，空气主要运行到送风风道70的顶部，在顶部封闭的作用下，送风风道70中的会选择位于送风风道70最上方的环形出风口72流向隔层，导致空气净化器主要是通过位于壳体10内部上端的隔层进行净化，严重将降低空气净化器的净化效果。优选的，本实施例中的送风风道70的上端面的直径为50mm，下端面的直径为200mm，高500mm；此外，环形出风口72设有3个，且环形出风口72的宽度为20mm，其开设位置分别位于送风风道70高度方向的100mm、250mm和400mm；为了使隔层的数量与环形出风口72的数量相配合，本实施例中的金属支撑网60设有4个，其中位于壳体10内部从上往下第一个金属支撑网60与送风风道70的上端相平行，即位于壳体10内部顶端的的第一个隔层没有与之对应的环形出风口72，同时由于送风风道70的底端下方设有轴流风机50，因此位于位于壳体10内部底端的第一个隔层没有与之对应的环形出风口72。此外，本实施例中的石墨烯-TiO2涂料喷涂在各隔层的内壁上，便于对空气进行净化。为了保证本实施例中的送风风道70结构设计能够实现环形出风口72等量的送入到对应的隔层中，对其进行核算，具体过程中为：1、管道任意取相邻两出风条缝断面，可列如下能量方程式：Pj,a+Pd,a＝Pj,b+Pd,b+ΔPa～b其中Pj,a，Pd,a分别为a断面处静压与动压；Pj,b，Pd,b分别为b断面处静压与动压，ΔPa～b为两断面之间的压力损失；2、如需要实现流量的分配，即实现等风量，则需要Pd,a-Pd,b＝ΔPa～b，保证各出口断面静压相等；3、假设送风风道70下端的进风量为600m3h，为实现每个环形出风口72的送风量均为200m3h。则需要满足其中d1，d2，d3分别为各环形出风口72的断面直径，Pd,a，Pd,b，Pd,c分别为各环形出风口72的断面的动压。ΔPa～b，ΔPb～c为相邻两环形出风口72的断面间的压力损失，结合全国通用通风管道计算表中的通风管道单位长度摩擦阻力线图可以得出ΔPa～b＝ΔPb～c＝Rml＝0.15Rm，其中Rm为通风风管单位长度的比摩阻，l为相邻两环形出风口72之间的距离，单位为m，即l＝150mm，满足本实施例中相邻两环形出风口72间的距离。与此同时结合计算流体力学软件FLUENT15.0对圆台形管道流动特性进行模拟，通过仿真的手段发现本实施例中的送风风道70的结构尺寸设计能够实现等量送风。实施例3本实施例的一种石墨烯-TiO2光催化空气净化器，基本同实施例2，更进一步的：本实施例中在送风风道70沿其周向等间隔设有至少3个支撑柱81，支撑柱81的数量可以设计成3个、4个、5个……每个支撑柱81垂直并贯穿金属支撑网60，位于每个隔层中的支撑柱81上设有一直径为50mm，高度为50mm的圆柱形搭载体82，该圆柱形搭载体82表面上设有石墨烯-TiO2涂料。优选的，本实施例中的支撑柱81设有4个，如图2所示，本实施例的壳体10的横截面为一长为400mm的正方形，支撑柱81位于该正方体的对角线上，且4个支撑柱81为另一正方形的4个顶点；此外，LED灯作为可见光光源11分别设置在每个隔层的内壁上，即每个隔层的4个内壁上都设有LED灯，且LED灯位于相邻2个支撑柱81的中垂线上，便于可见光光源11对圆柱形搭载体82进行全方位照射，从而达到很好的净化效果。如图4所示，本实施例中的每块金属支撑网60的第一固定孔61的周向对应位置开设有4个第二固定孔62，便于支撑柱81穿过金属支撑网60。为了进一步保证每个隔层的空气净化的效果，本是实施例中在金属支撑网60上负载有蜂窝式活性炭吸附材料，一方面，使得空气在净化的过程中，活性炭对空气也进行吸附净化，另一方面，位于壳体10下方的隔层中净化后的空气会从金属支撑网60穿过，蜂窝式活性炭吸附材料对流过的空气进行进一步的净化，尤其是空气中的挥发性有机物，提高净化效果。本实施例中的蜂窝式活性炭吸附材料对低浓度有机气体具有极强的吸附能力，可以显著改善空气净化器对室内空气中低浓度污染物的净化效果。值得说明的是，如图1所示，本实施例中的壳体10底部为进风口20，进风口20与轴流风机50之间设有HEPA过滤网30，该HEPA过滤网30的材质可以采用PP聚丙烯、PET涤纶树脂、复合PP-PET、玻璃纤维、PTFE聚四氟乙烯中的任意一种，作为一种优选，本实施例中的HEPA过滤网30采用PTFE制成，其净化效果好，能够有效的将颗粒物除去。轴流风机50工作时，使得位于室内空气从底部的进风口20进入到壳体10中，并通过HEPA过滤网30进行初步净化，将空气中的颗粒物如灰尘进行有效过滤，避免石墨烯-TiO2涂料膜表面附尘，从而影响后续的空气净化。此外，本实施例中壳体10顶部为出风口90。本实施例中的进风口20和出风口90的设计便于对室内空气进行循环净化。实施例4本实施例的一种石墨烯-TiO2光催化空气净化器，基本同实施例3，更进一步的：本实施例中的石墨烯-TiO2涂料喷涂在涂料膜上，该涂料膜粘贴在圆柱形搭载体82表面和或隔层的内壁上，该结构设计一方面，便于将涂料膜粘贴在圆柱形搭载体82的表面，扩大了光催化材料与待净化空气的接触面积，提高净化效率，另一方面涂料膜在使用一段时间后便于更换，降低使用成本，延长了空气净化器的使用寿命。本实施例中的HEPA过滤网30采用复合PP-PET制成，对待净化空气进行初步净化。优选的，本实施例中的石墨烯-TiO2涂料的制备方法，其步骤为：步骤一、取氧化石墨配置成1mgml的溶液，超声1h；通过添加葡萄糖可以提高材料在可见光条件下的催化效率，有利于石墨烯-TiO2涂料对空气的净化；步骤二、取150ml的上述溶液，称取1.2g硫酸钛与60mg葡萄糖溶解于溶液中，超声1.3h后，进行磁力搅拌12h，其中磁力搅拌器的转速为1500rmin；步骤三、搅拌后的溶液转移置水热反应釜中，将其放置烘箱中恒温10h烘干，控制其温度150℃，烘干后在马弗炉中缓慢升温至500℃，并恒温2h；本实施例中的水热反应釜采用不锈钢水热反应釜；步骤四、自然冷却至室温，得石墨烯-TiO2填料，研碎备用；步骤五、将水、水玻璃、磷酸三丁酯、丙二醇丁醚加入烧瓶充分搅拌后加入研碎后的粉体，磁力搅拌0.4h，得到水性胶体；其中，水玻璃作为分散剂，有助于后续的石墨烯-TiO2涂料粉碎并阻止其再次凝聚，从而保持分散体稳定；磷酸三丁酯作为消泡剂，抑制泡沫产生，保证后续制得的涂料的质量；丙二醇丁醚为成膜助剂，改善聚结性能，便于石墨烯-TiO2涂料的喷涂；步骤六、加入质量百分比为30％硫化锌、70％硫酸钡混合制成的立德粉，高速搅拌0.5h；其中。立德粉增加了石墨烯-TiO2涂料的附着力，便于将石墨烯-TiO2涂料喷涂在涂料膜上；步骤七、加入丙烯酸乳液搅拌均匀，其中，丙烯酸乳液为成膜物质，有利于石墨烯-TiO2涂料的制备，之后加入中和剂，如稀盐酸或稀氨水，使pH值达到8，值得说明的是，加入中和剂控制pH能够有效提高材料的存储性能；步骤八、加入硅藻土、二丙酮醇，搅拌均匀后陈化得到石墨烯-TiO2涂料；其中硅藻土作为增稠剂能够提高石墨烯-TiO2涂料贮存稳定性；二丙酮醇作为流平剂，促使石墨烯-TiO2涂料成膜平整、光滑、均匀，便于石墨烯-TiO2涂料对空气进行净化；步骤九、将制备好的石墨烯-TiO2涂料均匀涂抹在涂料膜的表面，进行密封保存。通过该方法制备的石墨烯-TiO2涂料相对于现有技术中的光催化剂而言，其结晶的热稳定性得到大大提高，避免在长期使用过程中涂料干燥导致开裂，从而影响光催化效率。且本实施例中的涂料能够有效抑制光生载流子的复合，延长光谱响应范围，在可见光条件下就能降解挥发性的有机物，其净化所需的时间较短，效率高，同时也避免了二次污臭氧的产生。此外，本实施例中为了减少轴流风机50工作时产生的噪音，在轴流风机50的外部设有一减震降噪机构40，优选的，本实施例中的减震降噪机构40采用泡沫减震板，能够实现减震降噪的同时降低生产成本，泡沫减震板为现有技术，可以从市面上购买得到。本实施例中空气净化器的壳体12和送风风道70所用材料为镀锌钢板，金属支撑网60采用铜为材料。本实施例中为了便于空气净化器使用一段时间后更换涂料膜，其壳体10顶部的出风口90为可拆卸结构，便于将金属支撑网60、送风风道70和支撑柱81从壳体10内部取出。本实施例在送风风道70与金属支撑网60相接触处设有挂钩73，该挂钩73并未在附图中具体体现，通过该挂钩73挂钩在金属支撑网60上，将金属支撑网60固定在送风风道70上，该结构设计便于金属支撑网60与送风风道70的分离拆卸。实施例5本实施例的一种石墨烯-TiO2光催化空气净化器，基本同实施例4，其不同之处在于：本实施例中的石墨烯-TiO2涂料的制备方法，其步骤为：步骤一、取氧化石墨配置成1mgml的溶液，超声1.2h；值得说明的是，本实施例中的氧化石墨是采用Hummers法制备的氧化石墨，具体的工艺流程：在冰水浴中装配好250mL的反应瓶，加入适量的浓硫酸，搅拌下加入2g石墨粉和1g硝酸钠的固体混合物，再分次加入6g高锰酸钾，控制反应温度不超过20℃，搅拌反应一段时间，然后升温到35℃左右，继续搅拌30min再缓慢加入一定量的去离子水，续拌20min后，并加入适量双氧水还原残留的氧化剂，使溶液变为亮黄色。趁热过滤，并用5％HCl溶液和去离子水洗涤直到滤液中无硫酸根被检测到为止。最后将滤饼置于60℃的真空干燥箱中充分干燥，保存备用。步骤二、取180ml的上述溶液，称取1.2g硫酸钛与60mg葡萄糖溶解于溶液中，超声1.5h后，进行磁力搅拌15h；步骤三、搅拌后的溶液转移置水热反应釜中，将其放置烘箱中恒温10h烘干，控制其温度150℃，烘干后在马弗炉中缓慢升温至450℃，并恒温2.3h；步骤四、自然冷却至室温，得石墨烯-TiO2填料，研碎备用；步骤五、将水、水玻璃、磷酸三丁酯、丙二醇丁醚加入烧瓶充分搅拌后加入研碎后的粉体，磁力搅拌0.5h，得到水性胶体；步骤六、加入质量百分比为30％硫化锌、70％硫酸钡混合制成的立德粉，高速搅拌0.5h；步骤七、加入丙烯酸乳液搅拌均匀，其中，丙烯酸乳液为成膜物质，有利于石墨烯-TiO2涂料的制备，之后加入稀氨水作为中和剂，使pH值达到8；步骤八、加入硅藻土、二丙酮醇，搅拌均匀后陈化得到石墨烯-TiO2涂料；步骤九、将制备好的石墨烯-TiO2涂料均匀涂抹在涂料膜的表面，进行密封保存。实施例6本实施例的一种石墨烯-TiO2光催化空气净化器，基本同实施例4，其不同之处在于：本实施例中的石墨烯-TiO2涂料的制备方法，其步骤为：步骤一、取氧化石墨配置成1mgml的溶液，超声1.2h；步骤二、取200ml的上述溶液，称取1.2g硫酸钛与60mg葡萄糖溶解于溶液中，超声1.8h后，进行磁力搅拌16h；步骤三、搅拌后的溶液转移置水热反应釜中，将其放置烘箱中恒温10h烘干，控制其温度170℃，烘干后在马弗炉中缓慢升温至400℃，并恒温2h；步骤四、自然冷却至室温，得石墨烯-TiO2填料，研碎备用；步骤五、将水、水玻璃、磷酸三丁酯、丙二醇丁醚加入烧瓶充分搅拌后加入研碎后的粉体，磁力搅拌0.8h，得到水性胶体；步骤六、加入质量百分比为30％硫化锌、70％硫酸钡混合制成的立德粉，高速搅拌0.8h；步骤七、加入丙烯酸乳液搅拌均匀，其中，丙烯酸乳液为成膜物质，有利于石墨烯-TiO2涂料的制备，之后加入稀氨水作为中和剂，使pH值达到8；步骤八、加入硅藻土、二丙酮醇，搅拌均匀后陈化得到石墨烯-TiO2涂料；步骤九、将制备好的石墨烯-TiO2涂料均匀涂抹在涂料膜的表面，进行密封保存。以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

权利要求：1.一种石墨烯-TiO2光催化空气净化器，其特征在于：包括设置在壳体10内部的可见光光源11和金属支撑网60，其中，所述的金属支撑网60沿壳体10高度方向上平行设置，且至少设有三个，将壳体10内部分割成多个隔层，且每个隔层中设有可见光光源11和石墨烯-TiO2涂料；所述壳体10中部沿其高度方向上设有贯穿金属支撑网60的圆台形送风风道70；所述送风风道70的上端封闭，下端为一通孔，且该送风风道70沿其高度方向上设有多个环形出风口72，且每个环形出风口72与对应的一个隔层相连通，所述环形出风口72将空气等量的送入到对应的隔层中。2.根据权利要求1所述的一种石墨烯-TiO2光催化空气净化器，其特征在于：所述送风风道70的母线与底面的夹角为arctan6.67。3.根据权利要求2所述的一种石墨烯-TiO2光催化空气净化器，其特征在于：所述送风风道70的上端面的直径为50mm，下端面的直径为200mm，高500mm。4.根据权利要求3所述的一种石墨烯-TiO2光催化空气净化器，其特征在于：所述环形出风口72设有3个，且环形出风口72的宽度为20mm，其开设位置分别位于送风风道70高度方向的100mm、250mm和400mm；所述金属支撑网60设有4个，其中位于壳体10内部从上往下的第一个金属支撑网60与送风风道70上端相平行。5.根据权利要求1或4所述的一种石墨烯-TiO2光催化空气净化器，其特征在于：所述送风风道70沿其周向等间隔设有至少3个支撑柱81，每个支撑柱81垂直并贯穿金属支撑网60，位于每个隔层中的支撑柱81上设有一圆柱形搭载体82，该圆柱形搭载体82表面上设有石墨烯-TiO2涂料。6.根据权利要求5所述的一种石墨烯-TiO2光催化空气净化器，其特征在于：所述石墨烯-TiO2涂料喷涂在涂料膜上，所述涂料膜粘贴在圆柱形搭载体82表面和或隔层的内壁上。7.根据权利要求1所述的一种石墨烯-TiO2光催化空气净化器，其特征在于：所述金属支撑网60上负载有蜂窝式活性炭吸附材料。8.根据权利要求1所述的一种石墨烯-TiO2光催化空气净化器，其特征在于：所述可见光光源11为LED灯，且LED灯设置在每个隔层的内壁上。9.根据权利要求1所述的一种石墨烯-TiO2光催化空气净化器，其特征在于：所述壳体10底部为进风口20，进风口20与轴流风机50之间设有HEPA过滤网30；所述壳体10顶部为出风口90。10.根据权利要求1所述的一种石墨烯-TiO2光催化空气净化器，其特征在于：所述石墨烯-TiO2涂料的制备方法，其步骤为：步骤一、取氧化石墨配置成1mgml的溶液，超声1-1.5h；步骤二、取150ml-200ml的上述溶液，称取1.2g硫酸钛与60mg葡萄糖溶解于溶液中，超声1.3-1.8h，磁力搅拌12-16h；步骤三、搅拌后的溶液转移置水热反应釜中，将其放置烘箱中，控制温度130-170℃，恒温10h，烘干后在马弗炉中缓慢升温至400-500℃，恒温2-2.5h；步骤四、自然冷却至室温，研碎备用；步骤五、将水、水玻璃、磷酸三丁酯、丙二醇丁醚加入烧瓶充分搅拌后加入研碎后的粉体，磁力搅拌0.4-0.8h；步骤六、加入质量百分比为30％硫化锌、70％硫酸钡混合制成的立德粉，搅拌0.5h；步骤七、加入丙烯酸乳液后，添加中和剂使pH值达到8；步骤八、加入硅藻土、二丙酮醇，搅拌均匀后陈化得到石墨烯-TiO2涂料。

百度查询： 安徽工业大学 一种石墨烯-TiO₂光催化空气净化器

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD