一种可实现高效吸附和太阳能再生的活性炭基装饰画及其使用方法与流程

本发明涉及环境保护及空气污染物处理，具体涉及一种可实现高效吸附和太阳能再生的活性炭基装饰画及其使用方法。

背景技术：

现代家居装修大量采用复合板材、油漆、涂料、粘合胶等，其内部组分含有害物质，长期使用会释放大量的苯、voc及甲醛等挥发性空气污染物。这些污染物已被世界卫生组织列为易致癌、致畸物质，对人的生命健康有很大威胁。室内空气污染控制人们开发了如化学反应法、生化分解法和吸附法等。考虑到来源与成本，最为普遍的是采用活性炭吸附剂，目前广泛使用的是无纺布炭包和炭盒形式，上述活性炭的堆积与包装形式加大了气体的扩散限制，使得内部的活性炭难以发挥吸附作用，整体利用率低。而且缺乏美观性。

康本国(cn200981444,2007-11-28.)提出了活性炭环保工艺画的设计，魏靖东(cn101711886a,2010-05-26.)也提出了板式的活性炭空气净化装置，胡奇林(cn201325278,2009-10-14)提出了在活性炭基板上直接覆盖画布的活性炭装饰画的设计。最关键的是上述设计都无法实现活性炭的再生。在吸附过程中，由饱和吸附曲线可知，随着吸附气体量的增大，活性炭的吸附净化性能就越差，一次吸附饱和后，就失去了继续吸附的能力。而且已有的活性炭板画多采用水玻璃、有机胶等粘合，会释放污染物，造成二次污染。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决上述存在的吸附效果差，容易造成二次污染的问题，本发明将活性炭平面分布，降低了气体的扩散阻力，实现了高效的污染物吸附；吸附达到饱和的活性炭板画，可进行太阳能再生循环利用，即一种集高效、环保、节能、美观于一体的太阳能再生的活性炭基装饰画。

本发明的一种可实现高效吸附和太阳能再生的活性炭基装饰画，它包括画框、玻璃板层、选择性高效吸收层、导热连接层和活性炭板画层；

其中，玻璃板层包括密封条、支撑框、下层玻璃板和上层玻璃板；

所述的画框内从下至上依次设置有玻璃板层、选择性高效吸收层、导热连接层和活性炭板画层；其中，活性炭板画层的两侧端面与画框内侧壁上部粘接；

所述的导热连接层上表面与活性炭板画层贴合连接，下表面与选择性高效吸收层上表面贴合连接；所述的选择性高效吸收层的下表面与上层玻璃板贴合连接；

下层玻璃板和上层玻璃板之间通过支撑框贴合连接；下层玻璃板和上层玻璃板的两侧端头均与密封条一侧面密封连接，密封条的另一侧面与画框的内侧壁下部粘接。

本发明的一种可实现高效吸附和太阳能再生的活性炭基装饰画，它包括画框、玻璃板层、选择性高效吸收层、导热连接层和活性炭板画层；

其中，玻璃板层包括密封条、支撑框和下层玻璃板；

所述的画框内从下至上依次设置有玻璃板层、选择性高效吸收层、导热连接层和活性炭板画层；其中，活性炭板画层的两侧端面与画框内侧壁上部粘接；

所述的导热连接层上表面与活性炭板画层贴合连接，下表面与选择性高效吸收层上表面贴合连接；

下层玻璃板和选择性高效吸收层之间通过支撑框贴合连接；下层玻璃板的两侧端头均与密封条一侧面密封连接，密封条的另一侧面与画框的内侧壁下部粘接。

本发明的一种可实现高效吸附和太阳能再生的活性炭基装饰画，它包括画框、玻璃板层、选择性高效吸收层、导热连接层和活性炭板画层；

其中，玻璃板层包括密封条、支撑框、下层玻璃板、上层玻璃板和支撑栅格；

所述的画框内从下至上依次设置有玻璃板层、选择性高效吸收层、导热连接层和活性炭板画层；其中，活性炭板画层的两侧端面与画框内侧壁上部粘接；

所述的导热连接层上表面与活性炭板画层贴合连接，下表面与选择性高效吸收层上表面贴合连接；所述的选择性高效吸收层的下表面与上层玻璃板贴合连接；

下层玻璃板和上层玻璃板之间通过支撑框贴合连接；在下层玻璃板、上层玻璃板和支撑框所形成的空间内填充支撑栅格；下层玻璃板和上层玻璃板的两侧端头均与密封条一侧面密封连接，密封条的另一侧面与画框的内侧壁下部粘接。

本发明的一种可实现高效吸附和太阳能再生的活性炭基装饰画的使用方法，它包括以下步骤：将活性炭板画层朝向气体环境工作，待活性炭吸附达到饱和后，将下层玻璃板朝向太阳光，通过选择性高效吸收层吸收太阳能的辐射集热，并通过导热连接层传递给活性炭画板层，实现活性炭的热再生。

本发明包含以下有益效果：

(1)本发明可实现活性炭的再生：选择性高效吸收层蓝膜吸收太阳辐射并集热，加热活性炭板画，实现了气体污染物脱吸附。使得装置能一直保持优良的吸附性能，并可循环再生利用；

(2)平面铺展的活性炭板画降低了气体的扩散限制，减小了传质阻力，与传统家用活性炭吸附包(盒)相比实现了高效的污染物气体吸附净化；

(3)活性炭板画制作时未采用水玻璃、有机胶等易释放挥发性空气污染物的物质，可防止二次污染的产生。

本发明的装饰画在吸附甲醛测试中，活性炭最佳吸附容量10mg～20mg/g。在吸附低浓度甲醛测试中，吸附测试时间为200min左右时，污染物的脱除效率约可达到60％～70％，测试后环境可达到国家标准。

附图说明

图1为本发明装饰画正视图的剖面图；

图2为本发明装饰画侧视图的剖面图；

图3为本发明装饰画侧视图的剖面图；

图4为本发明支撑框3结构示意图；

图5为本发明装饰画侧视图的剖面图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1和图2说明本实施方式，一种可实现高效吸附和太阳能再生的活性炭基装饰画，它包括画框1、玻璃板层、选择性高效吸收层6、导热连接层7和活性炭板画层8；

其中，玻璃板层包括密封条2、支撑框3、下层玻璃板4和上层玻璃板5；

所述的画框1内从下至上依次设置有玻璃板层、选择性高效吸收层6、导热连接层7和活性炭板画层8；其中，活性炭板画层8的两侧端面与画框1内侧壁上部粘接；

所述的导热连接层7上表面与活性炭板画层8贴合连接，下表面与选择性高效吸收层6上表面贴合连接；所述的选择性高效吸收层6的下表面与上层玻璃板5贴合连接；

下层玻璃板4和上层玻璃板5之间通过支撑框3贴合连接；下层玻璃板4和上层玻璃板5的两侧端头均与密封条2一侧面密封连接，密封条2的另一侧面与画框1的内侧壁下部粘接。

支撑框3的设置位置可以在下层玻璃板4和上层玻璃板5之间的任何位置，最优为靠近密封条2处。

具体实施方式二：结合图1、2和4说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一不同点在于：所述的支撑框3的侧壁上开设有多个干燥孔3-1。其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。

干燥孔3-1开孔方向为远离画框一侧的支撑框3的侧壁上。

具体实施方式三：结合图1、2和4说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一不同点在于：所述的支撑框3内填充有干燥剂3-2。其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。

具体实施方式四：结合图1和2说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一不同点在于：选择性高效吸收层6上表面为金属面，下表面为镀层面。其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。

所述的镀层面所镀的材料为利于吸收太阳能的材料。

具体实施方式五：结合图1和2说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一不同点在于：导热连接层7材质为石墨胶。其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。

具体实施方式六：结合图1和2说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一不同点在于：画框1采用四边拼装连接。其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。

具体实施方式七：结合图1和2说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一不同点在于：画框1外表面涂刷耐温涂料。其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。

所涂刷的耐温涂料保证画框1在150～200℃的温度下木框不发生碳化。

具体实施方式八：结合图1和2说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一不同点在于：下层玻璃板4和上层玻璃板5通过密封条2密封，并抽真空形成真空的内部空间。其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。

具体实施方式九：结合图1和图3说明本实施方式，本实施方式一种可实现高效吸附和太阳能再生的活性炭基装饰画，它包括画框1、玻璃板层、选择性高效吸收层6、导热连接层7和活性炭板画层8；

其中，玻璃板层包括密封条2、支撑框3和下层玻璃板4；

所述的画框1内从下至上依次设置有玻璃板层、选择性高效吸收层6、导热连接层7和活性炭板画层8；其中，活性炭板画层8的两侧端面与画框1内侧壁上部粘接；

所述的导热连接层7上表面与活性炭板画层8贴合连接，下表面与选择性高效吸收层6上表面贴合连接；

下层玻璃板4和选择性高效吸收层6之间通过支撑框3贴合连接；下层玻璃板4的两侧端头均与密封条2一侧面密封连接，密封条2的另一侧面与画框1的内侧壁下部粘接。

支撑框3的设置位置可以在下层玻璃板4和上层玻璃板5之间的任何位置，最优为靠近密封条2处。

具体实施方式十：结合图1、3和4说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式九不同点在于：所述的支撑框3的侧壁上开设有多个干燥孔3-1。其它组成和连接方式与具体实施方式九相同。

干燥孔3-1开孔方向为远离画框一侧的支撑框3的侧壁上。

具体实施方式十一：结合图1、3和4说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式九不同点在于：所述的支撑框3内填充有干燥剂3-2。其它组成和连接方式与具体实施方式九相同。

具体实施方式十二：结合图1和图3说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式九不同点在于：选择性高效吸收层6上表面为金属面，下表面为镀层面。其它组成和连接方式与具体实施方式九相同。

所述的镀层面所镀的材料为利于吸收太阳能的材料。

具体实施方式十三：结合图1和图3说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式九不同点在于：导热连接层7材质为石墨胶。其它组成和连接方式与具体实施方式九相同。

具体实施方式十四：结合图1和图3说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式九不同点在于：画框1采用四边拼装连接。其它组成和连接方式与具体实施方式九相同。

具体实施方式十五：结合图1和图3说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式九不同点在于：画框1外表面涂刷耐温涂料。其它组成和连接方式与具体实施方式九相同。

所涂刷的耐温涂料保证画框1在150～200℃的温度下木框不发生碳化。

具体实施方式十六：结合图1和图3说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式九不同点在于：密封条2上端面与选择性高效吸收层6下表面贴合。其它组成和连接方式与具体实施方式九相同。

具体实施方式十七：结合图1和图5说明本实施方式，本实施方式一种可实现高效吸附和太阳能再生的活性炭基装饰画，它包括画框1、玻璃板层、选择性高效吸收层6、导热连接层7和活性炭板画层8；

其中，玻璃板层包括密封条2、支撑框3、下层玻璃板4、上层玻璃板5和支撑栅格9；

所述的画框1内从下至上依次设置有玻璃板层、选择性高效吸收层6、导热连接层7和活性炭板画层8；其中，活性炭板画层8的两侧端面与画框1内侧壁上部粘接；

所述的导热连接层7上表面与活性炭板画层8贴合连接，下表面与选择性高效吸收层6上表面贴合连接；所述的选择性高效吸收层6的下表面与上层玻璃板5贴合连接；

下层玻璃板4和上层玻璃板5之间通过支撑框3贴合连接；在下层玻璃板4、上层玻璃板5和支撑框3所形成的空间内填充支撑栅格9；下层玻璃板4和上层玻璃板5的两侧端头均与密封条2一侧面密封连接，密封条2的另一侧面与画框1的内侧壁下部粘接。

支撑框3的设置位置可以在下层玻璃板4和上层玻璃板5之间的任何位置，最优为靠近密封条2处。

具体实施方式十八：结合图1和图5说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式十七不同点在于：所述的支撑框3的侧壁上开设有多个干燥孔3-1。其它组成和连接方式与具体实施方式十七相同。

干燥孔3-1开孔方向为远离画框一侧的支撑框3的侧壁上。

具体实施方式十九：结合图1和图5说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式十七不同点在于：所述的支撑框3内填充有干燥剂3-2。其它组成和连接方式与具体实施方式十七相同。

具体实施方式二十：结合图1和图5说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式十七不同点在于：选择性高效吸收层6上表面为金属面，下表面为镀层面。其它组成和连接方式与具体实施方式十七相同。

所述的镀层面所镀的材料为利于吸收太阳能的材料。

具体实施方式二十一：结合图1和图5说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式十七不同点在于：导热连接层7材质为石墨胶。其它组成和连接方式与具体实施方式十七相同。

具体实施方式二十二：结合图1和图5说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式十七不同点在于：画框1采用四边拼装连接。其它组成和连接方式与具体实施方式十七相同。

具体实施方式二十三：结合图1和图5说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式十七不同点在于：画框1外表面涂刷耐温涂料。其它组成和连接方式与具体实施方式十七相同。

所涂刷的耐温涂料保证画框1在150～200℃的温度下木框不发生碳化。

具体实施方式二十四：结合图1和图5说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式十七不同点在于：下层玻璃板4和上层玻璃板5通过密封条2密封，并抽真空形成真空的内部空间。其它组成和连接方式与具体实施方式十七相同。

具体实施方式二十五：结合图1和图5说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式十七不同点在于：支撑栅格9填满下层玻璃板4、上层玻璃板5和支撑框3所形成的整个空间。其它组成和连接方式与具体实施方式十七相同。

具体实施方式二十六：结合图1至图5说明本实施方式，本实施方式的一种可实现高效吸附和太阳能再生的活性炭基装饰画的使用方法，它包括以下步骤：将活性炭板画层8朝向气体环境工作，待活性炭吸附达到饱和后，将下层玻璃板4朝向太阳光，通过选择性高效吸收层6吸收太阳能的辐射集热，并通过导热连接层7传递给活性炭画板层8，实现活性炭的热再生。

具体实施方式二十七：结合图1和图5说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一不同点在于：太阳能的辐射集热传递到活性炭画板层8后，使活性炭画板层8温度达140℃。其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。

本发明内容不仅限于上述各实施方式的内容，其中一个或几个具体实施方式的组合同样也可以实现发明的目的。

通过以下实施例验证本发明的有益效果：

实施例1

本实施例的一种可实现高效吸附和太阳能再生的活性炭基装饰画如图1和2所示，它包括画框1、玻璃板层、选择性高效吸收层6、导热连接层7和活性炭板画层8；

其中，玻璃板层包括密封条2、支撑框3、下层玻璃板4和上层玻璃板5；

所述的画框1内从下至上依次设置有玻璃板层、选择性高效吸收层6、导热连接层7和活性炭板画层8；其中，活性炭板画层8的两侧端面与画框1内侧壁上部粘接；

所述的导热连接层7上表面与活性炭板画层8贴合连接，下表面与选择性高效吸收层6上表面贴合连接；所述的选择性高效吸收层6的下表面与上层玻璃板5贴合连接；

下层玻璃板4和上层玻璃板5之间通过支撑框3贴合连接；下层玻璃板4和上层玻璃板5的两侧端头均与密封条2一侧面密封连接，密封条2的另一侧面与画框1的内侧壁下部粘接。

所述的支撑框3的侧壁上开设有多个干燥孔3-1。所述的支撑框3内填充有干燥剂3-2，通过干燥孔3-1与中空层内的气体环境接触，使中空层间的气体保持干燥。如此设置，有效防止玻璃内结雾，保证太阳光透过玻璃直接与选择性高效吸收层6辐射传热。使活性炭板画层的温度达到140℃左右，实现活性炭内部污染物的脱吸附。

选择性高效吸收层6上表面为金属面，下表面为蓝膜。所述的蓝膜吸收太阳辐射并集热，加热活性炭板画，实现了气体污染物脱吸附。

导热连接层7材质为石墨胶。如此设置，保证了选择性高效吸收层6与活性炭板画8的传热；且石墨胶导热连接层7耐温、能实现稳定连接。

画框1采用四边拼装连接，如此设置，便于实现各部分的固定，安装简易。画框1的外表面涂刷耐温涂料，如此设置保证在150～200℃的温度下木框不发生碳化。

本实施例的下层玻璃板4和上层玻璃板5通过密封条2密封，还可以抽真空形成真空的内部空间。当形成真空的内部空间时，不需要在支撑框3的侧壁上开设干燥孔3-1，也不需要填充有干燥剂3-2。

此真空的内部空间，当满足如下条件时：

上式中，σbc为支撑框3制造材料的抗压应力，单位pa；k为安全系数，推荐可取0.6～0.8；p0为大气压，单位pa；a为下层玻璃板4或上层玻璃板5的面积；lr为支撑框3的周长；sr为支撑框3的厚度。

上述条件成立时，可采用本实施例的方案；上述条件不成立时，结合附图5，在密封条2、支撑框3、下层玻璃板4、上层玻璃板5构成的内部空间安装支撑栅格9，如此设置，可防止由于内部真空引起的结构不稳定坍塌。支撑栅格9可填满整个内部空间。

本实施例的装饰画吸附空气污染物时，将活性炭板画层8朝向气体环境工作；活性炭板画层8直接吸附气体环境中的污染物，净化空气。活性炭吸附逐渐达到饱和后，需要对污染物脱吸附来保证性能、循环利用：将下层玻璃板4朝向太阳光，选择性高效吸收层6吸收太阳能的辐射集热，热量通过导热连接层7传递给活性炭画板层8。活性炭板画层8受热，温度最高可达140℃，实现活性炭的热再生。再生后可循环使用，仍可保持对气体污染物的吸附效率。

本实施例在吸附甲醛测试中，活性炭最佳吸附容量10mg～20mg/g。在吸附低浓度甲醛测试中，吸附测试时间为200min左右时，污染物的脱除效率约可达到60％～70％，测试后环境可达到国家标准。

实施例2

本实施例一种可实现高效吸附和太阳能再生的活性炭基装饰画图1和图3，它包括画框1、玻璃板层、选择性高效吸收层6、导热连接层7和活性炭板画层8；

其中，玻璃板层包括密封条2、支撑框3和下层玻璃板4；

所述的画框1内从下至上依次设置有玻璃板层、选择性高效吸收层6、导热连接层7和活性炭板画层8；其中，活性炭板画层8的两侧端面与画框1内侧壁上部粘接；

所述的导热连接层7上表面与活性炭板画层8贴合连接，下表面与选择性高效吸收层6上表面贴合连接；

下层玻璃板4和选择性高效吸收层6之间通过支撑框3贴合连接；下层玻璃板4的两侧端头均与密封条2一侧面密封连接，密封条2的另一侧面与画框1的内侧壁下部粘接。

支撑框3的设置位置可以在下层玻璃板4和上层玻璃板5之间的任何位置，最优为靠近密封条2处。

所述的支撑框3的侧壁上开设有多个干燥孔3-1。所述的支撑框3内填充有干燥剂3-2，通过干燥孔3-1与中空层内的气体环境接触，使中空层间的气体保持干燥。如此设置，有效防止玻璃内结雾，保证太阳光透过玻璃直接与选择性高效吸收层6辐射传热。使活性炭板画层的温度达到140℃左右，实现活性炭内部污染物的脱吸附。

选择性高效吸收层6上表面为金属面，下表面为蓝膜。所述的蓝膜吸收太阳辐射并集热，加热活性炭板画，实现了气体污染物脱吸附。

导热连接层7材质为石墨胶。如此设置，保证了选择性高效吸收层6与活性炭板画8的传热；且石墨胶导热连接层7耐温、能实现稳定连接。

画框1采用四边拼装连接，如此设置，便于实现各部分的固定，安装简易。画框1的外表面涂刷耐温涂料，如此设置保证在150～200℃的温度下木框不发生碳化。

本实施例由于缺少上层玻璃板5，因此不能够形成真空的内部空间。

本实施例的装饰画使用操作通实施例1。

本实施例在吸附甲醛测试中，活性炭最佳吸附容量10mg～20mg/g。在吸附低浓度甲醛测试中，吸附测试时间为200min左右时，污染物的脱除效率约可达到60％～70％，测试后环境可达到国家标准。

实施例3

本实施方式一种可实现高效吸附和太阳能再生的活性炭基装饰画图1和图5，它包括画框1、玻璃板层、选择性高效吸收层6、导热连接层7和活性炭板画层8；

其中，玻璃板层包括密封条2、支撑框3、下层玻璃板4、上层玻璃板5和支撑栅格9；

所述的画框1内从下至上依次设置有玻璃板层、选择性高效吸收层6、导热连接层7和活性炭板画层8；其中，活性炭板画层8的两侧端面与画框1内侧壁上部粘接；

所述的导热连接层7上表面与活性炭板画层8贴合连接，下表面与选择性高效吸收层6上表面贴合连接；所述的选择性高效吸收层6的下表面与上层玻璃板5贴合连接；

下层玻璃板4和上层玻璃板5之间通过支撑框3贴合连接；在下层玻璃板4、上层玻璃板5和支撑框3所形成的空间内填充支撑栅格9；下层玻璃板4和上层玻璃板5的两侧端头均与密封条2一侧面密封连接，密封条2的另一侧面与画框1的内侧壁下部粘接。

支撑框3的设置位置可以在下层玻璃板4和上层玻璃板5之间的任何位置，最优为靠近密封条2处。

所述的支撑框3的侧壁上开设有多个干燥孔3-1。所述的支撑框3内填充有干燥剂3-2，通过干燥孔3-1与中空层内的气体环境接触，使中空层间的气体保持干燥。如此设置，有效防止玻璃内结雾，保证太阳光透过玻璃直接与选择性高效吸收层6辐射传热。使活性炭板画层的温度达到140℃左右，实现活性炭内部污染物的脱吸附。

选择性高效吸收层6上表面为金属面，下表面为蓝膜。所述的蓝膜吸收太阳辐射并集热，加热活性炭板画，实现了气体污染物脱吸附。

导热连接层7材质为石墨胶。如此设置，保证了选择性高效吸收层6与活性炭板画8的传热；且石墨胶导热连接层7耐温、能实现稳定连接。

画框1采用四边拼装连接，如此设置，便于实现各部分的固定，安装简易。画框1的外表面涂刷耐温涂料，如此设置保证在150～200℃的温度下木框不发生碳化。

本实施例的下层玻璃板4和上层玻璃板5通过密封条2密封，还可以抽真空形成真空的内部空间。当形成真空的内部空间时，不需要在支撑框3的侧壁上开设干燥孔3-1，也不需要填充有干燥剂3-2。

此真空的内部空间，当满足如下条件时：

上式中，σbc为支撑框3制造材料的抗压应力，单位pa；k为安全系数，推荐可取0.6～0.8；p0为大气压，单位pa；a为下层玻璃板4或上层玻璃板5的面积；lr为支撑框3的周长；sr为支撑框3的厚度。

上述条件成立时，可采用本实施例的方案；上述条件不成立时，结合附图5，在密封条2、支撑框3、下层玻璃板4、上层玻璃板5构成的内部空间安装支撑栅格9，如此设置，可防止由于内部真空引起的结构不稳定坍塌。支撑栅格9可填满整个内部空间。

本实施例的装饰画使用操作通实施例1。

本实施例在吸附甲醛测试中，活性炭最佳吸附容量10mg～20mg/g。在吸附低浓度甲醛测试中，吸附测试时间为200min左右时，污染物的脱除效率约可达到60％～70％，测试后环境可达到国家标准。