一种催化模块及应用该模块的空气净化器的制作方法

本实用新型属于空气净化领域，涉及一种催化模块及应用该模块的空气净化器。

背景技术：

目前，现有的空气净化器主要是由净化模块、风机和外壳组成。常用的净化模块主要是采用活性炭吸附和过滤层滤挡构成，但是这种净化模块存在活性炭吸附饱和与消耗的问题。除此之外，市面上还存在采用静电除尘和等离子体技术的空气净化器，但这类空气净化器存在二次污染和高压安全的问题。

近年来，催化氧化技术因具有净化效率高、无二次污染、能耗低等优点而被逐渐应用到空气净化器领域。在现有技术中，采用催化氧化技术的空气净化器主要是将催化剂附着在堇青石模块或者陶瓷纤维模块上，然后组装成催化模块，再将催化模块安装在空气净化器中使用。这种催化模块已有产业化商品，但是存在体积大、质量大、易堵塞、易磨损，加热温度不均等一系列问题。

在现有技术中，还存在采用合金材料作为催化剂的催化模块。这种催化模块大多是采用金属粉末或金属盐溶液直接涂覆在金属网格或者丝团上，然后经过加压高温焙烧形成负载金属的合金材料。该负载金属的合金材料与传统的以氧化物为载体的负载型金属催化剂是不同的，以氧化物为载体的负载型金属催化剂在金属与氧化物载体之间相互作用会形成协同作用促进催化活性，而负载金属的合金材料是将具有催化作用的金属负载于金属载体材料上，活性中心位点会消失，这会导致催化活性明显下降。此外，还存在将金属粉末或金属盐溶液涂覆在金属片材上来制备负载金属的合金材料的方法，该方法虽然有利于加热，但在气流通过时，易存在缝隙较大和催化剂脱落的问题。

技术实现要素：

针对现有技术中的上述不足之处，本实用新型提供了一种催化模块及应用该模块的空气净化器，不仅能够有效提升催化模块的催化效率，降低催化模块的制造成本、减小催化模块的占用体积、减轻催化模块的重量，而且安全性高、稳定性强、成本低廉、有效节能、制备简单。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种催化模块，包括：催化过滤层5以及用于固定催化过滤层5的固定框6；所述催化过滤层5包括多个有序排布的片状催化剂，并且这些片状催化剂通过导体4电连接；所述片状催化剂包括金属粒子2和导电单质基底3；导电单质基底3上设有氧化物层1；多个金属粒子2分散嵌于导电单质基底3上，并且每个金属粒子2均同时与氧化物层1和导电单质基底3接触。

优选地，所述的导电单质基底3采用固体金属或掺杂有金属材料的硅。

优选地，在催化过滤层5上，多个有片状催化剂呈矩阵排列。

优选地，所述的片状催化剂为长条形。

一种空气净化器，安装有至少一个上述技术方案中所述的催化模块。

由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型提供的催化模块采用了由多个有序排布的片状催化剂构成的催化过滤层5，并且这些片状催化剂的导电单质基底3通过导体4进行连接，因此通过直接对催化过滤层5的导体4进行通电，可以使导电单质基底3对金属粒子2进行加热，从而不仅能够使片状催化剂有效快速的达到催化氧化所需的温度，而且可以起到一定的电催化作用，这有效提升了该催化模块的整体催化效率。在片状催化剂中，由于具有催化作用的金属粒子2分散嵌于导电单质基底3上，并且每个金属粒子2均同时与氧化物层1和导电单质基底3接触，因此该片状催化剂的催化活性不会降低，并且能够有效防止金属粒子2脱落。此外，该片状催化剂可制成直接安装在使用位置的过滤网状结构或丝团状结构，不需要附着在堇青石模块或者陶瓷纤维模块上，因此这能够有效降低该催化模块的制造成本、减小该催化模块的占用体积、减轻该催化模块的重量、节省空气净化器的消耗。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本实用新型实施例所提供催化模块的结构示意图一。

图2为本实用新型实施例所提供催化模块的结构示意图二。

图3为本实用新型实施例所提供催化模块的结构示意图三。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，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例，都属于本实用新型的保护范围。

下面对本实用新型提供的催化模块及应用该模块的空气净化器进行详细描述。

实施例1

如图1、图2和图3所示，一种催化模块，其具体结构可以包括：催化过滤层5以及用于固定催化过滤层5的固定框6；所述催化过滤层5包括多个有序排布的片状催化剂，并且这些片状催化剂通过导体4连接，以进行加电加热；所述片状催化剂包括金属粒子2和导电单质基底3；导电单质基底3上设有氧化物层1；多个金属粒子2分散嵌于导电单质基底3上，并且每个金属粒子2均同时与氧化物层1和导电单质基底3接触。

其中，该催化模块的各部分可以采用以下的实施方案：

(1)所述的片状催化剂可以采用以下方法制成：以导电单质基底3为载体，将多个包含金属粒子2的金属粉末或金属盐分散嵌于导电单质基底3中(例如：可以采用现有技术中的化学置换法、高温熔融法或涂覆法将金属粒子2分散嵌于导电单质基底3中)，并对金属粒子2周围的导电单质基底3进行表面氧化，从而在导电单质基底3上形成氧化物层1，然后采用气相还原预处理将导电单质基底3中嵌入的金属粒子2还原活化，即可制得所述片状催化剂。其中，所述的金属粒子2采用具有催化作用的金属粒子，例如：贵金属粒子；所述的导电单质基底3采用固体金属或掺杂有金属材料的硅，从而可以使该导电单质基底3既能进行表面氧化生成氧化物层1，又能加电加热，因此将这些片状催化剂的导电单质基底3通过导体4连接，就可以为导电单质基底3进行加电加热。而利用导电单质基底3加电对金属粒子2进行加热，不仅能够为金属粒子2提供催化氧化所需要的热量，还可以起到一定的电催化作用，因此这能够有效提升该片状催化剂的催化氧化性能，进而也就有效提升了催化模块的整体催化性能。

(2)在催化过滤层5上，多个有片状催化剂最好呈矩阵排列，这可以有效提升该催化过滤层5的催化过滤效果。在实际应用中，片状催化剂最好为长条形，这可以使该片状催化剂具有足够的韧性、延展性、耐腐蚀性等优点，并且有助于有序排布成催化过滤层5，该催化过滤层5可以对导体4进行通电加热，从而能够使片状催化剂有效快速的达到催化氧化所需的温度。

具体地，本实用新型所提供的催化模块采用了由多个有序排布的片状催化剂构成的催化过滤层5，并且这些片状催化剂的导电单质基底3通过导体4进行连接，因此直接对催化过滤层5的导体4进行通电，可以使导电单质基底3对金属粒子2进行加热，从而不仅能够使片状催化剂有效快速的达到催化氧化所需的温度，而且可以起到一定的电催化作用，这有效提升了该催化模块的整体催化效率。在片状催化剂中，由于具有催化作用的金属粒子2分散嵌于导电单质基底3上，并且每个金属粒子2均同时与氧化物层1和导电单质基底3接触，因此该片状催化剂的催化活性不会降低，并且能够有效防止金属粒子2脱落。此外，该片状催化剂可制成直接安装在使用位置的过滤网状结构或丝团状结构，不需要附着在堇青石模块或者陶瓷纤维模块上，因此这能够有效降低该催化模块的制造成本、减小该催化模块的占用体积、减轻该催化模块的重量、节省空气净化器的消耗。

一种空气净化器，安装有至少一个上述技术方案中所述的催化模块；在实际应用中，多块所述的催化模块可以组合使用。

综上可见，本实用新型不仅能够有效提升催化模块的催化效率，降低催化模块的制造成本、减小催化模块的占用体积、减轻催化模块的重量，而且安全性高、稳定性强、成本低廉、有效节能、制备简单。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。