一种净化空气的原位再生装置及含有该装置的净化器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种净化空气的原位再生装置及含有该装置的净化器，属于空气净化领域，其特征在于，该装置包括净化模块和提供净化模块再生所需温度条件的加热装置。在于提供一种高效、快速去除室内甲醛污染的空气净化器，净化模块可原位再生，滤芯不需更换，无二次污染。
【专利说明】
一种净化空气的原位再生装置及含有该装置的净化器
技术领域
[0001 ]本发明属于空气净化领域，具体而言，属于一种空气净化器及其净化模块原位再生装置。【背景技术】
[0002]人民生活水平不断提高，房屋居室装修日益增多，然而人造板及其制品、地毯、地毯衬垫及地毯胶粘剂、内墙涂料、木家具、壁纸、胶粘剂等会向室内释放甲醛和V0Cs(挥发性有机物)等有害物质，严重危害人体的身体健康。甲醛是一种常见的室内空气污染物，且具有缓慢释放、持久污染的特点，具有刺激毒性，是一种致癌物质，可经由吸入及皮肤接触而影响人体健康。
[0003]近年来，主要使用空气净化器对室内污染进行净化，选用的去除甲醛的技术主要有活性炭吸附、催化剂氧化分解、光催化剂催化分解等技术。活性炭易饱和，受热容易向外解吸污染物，同时伴有回收再生率差的问题;催化剂一般选用贵金属和金属氧化物，贵金属一般选用？(^1!^8、？〖等，反应需要较高的温度，且催化剂容易失活，金属氧化物，如氧化银、氧化铜、氧化钴、氧化锌、二氧化钛、三氧化二铁和二氧化锰等对甲醛的去除效果 (Atmospheric Environment 2002,36,5543-5547)，发现常温下二氧化猛对甲醛有最高的去除活性。
[0004]目前，已知的空气净化器因存在吸附剂吸附饱和、催化剂活性失活等问题，需要频繁更换净化单元以维持净化效果，空气净化器的使用成本较高，且易造成二次污染。
【发明内容】
[0005]本发明针对现有技术的问题，提出一种净化空气的原位再生装置及含有该装置的净化器。本发明的目的在于提供一种高效、快速去除室内甲醛污染的空气净化器，净化模块可原位再生，滤芯不需更换，无二次污染。
[0006]本发明解决上述问题所采用的技术方案:
[0007]—种净化空气的原位再生装置，其特征在于，该装置包括净化模块和提供净化模块再生所需温度条件的加热装置。
[0008]所述净化模块是负载锰氧化物的铝片，铝片至少一片；或是负载锰氧化物的无纺布折置成的滤芯。
[0009]所述加热装置为加热棒，加热棒穿插在铝片层间或在铝片上设有孔，加热棒穿插在孔中；或是所述负载锰氧化物的无纺布折叠成的滤芯放置在搁板架上，加热装置在搁板架下;搁板架为中空，边缘有一定宽度固定支撑滤芯;或搁板架上面是条状板交叉布置。
[0010]所述在搁板架下端的加热装置为PTC加热器。
[0011]上述的原位再生装置，还包括连接在加热装置上的定时装置用于控制加热装置的工作时间。
[0012]—种原位再生装置的空气净化器，其特征在于，还包括机壳，进、出风口，控制面板，风扇，风扇电源;机壳包括底座、支撑壳体和顶盖，支撑壳体的内部设有卡槽，用于固定支撑控制组件，所述风扇、风扇电源和进风口均位于原位再生装置下方，出风口位于原位再生装置上方;所述控制面板位于支撑壳体外部，控制部件内部电路与风扇电源、原位再生装置的加热装置相连，其外部设有电源、风速开关，加热定时装置。
[0013]所述进风口位于底座和/或壳体至少一侧，出风口位于顶盖和/或壳体至少一侧。
[0014]所述空气净化器还包括位于净化模块下方的温度控制部件，所述温度控制部件包括温度控制器、温度感应器、温度感应器支架，温度控制器内部电路与温度感应器和加热定时装置相连。【附图说明】
[0015]图1为本发明采用负载锰氧化物铝片和加热棒示意图；
[0016]图2为本发明采用负载锰氧化物无纺布折叠成的滤芯示意图；[0〇17]图3为本发明实施例2搁板架示意图，图3a为搁板架中间为空边缘有一定宽度的示意图；图3b为搁板架中间设置条状板示意图；
[0018]图4为本发明采用负载锰氧化物铝片的原位再生装置示意图；
[0019]图5为本发明含有图1原位再生净化器结构示意图；
[0020]图6为图5的剖面图；
[0021]图7为本发明采用负载水钠锰矿型锰氧化物无纺布折叠成的滤芯的原位再生装置示意图；
[0022]图8为采用含有图7原位再生净化器结构示意图；[〇〇23]图9为图8的剖面图；[〇〇24]图10为本发明整体外观示意图。
[0025]其中:[〇〇26] 1、底座，2、风速开关，3、温度控制器，4、加热定时装置，5、开关，6、PTC加热装置，7、 温度感应器支架，8、温度感应器，9、水钠锰矿型锰氧化物折叠滤芯，10、顶盖，11、壳体，12、 风扇电源，13、风扇，14、加热棒，15、负载锰氧化物的铝片，16、穿孔，17、搁板架，18、搁板架边缘，19、条状板，20、出风口，21、进风口。【具体实施方式】[〇〇27]下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。[〇〇28] 实施例1
[0029]本发明的一种净化空气的原位再生装置，如图1所示，净化模块和提供净化模块再生所需温度条件的加热装置，净化模块是负载锰氧化物的铝片15,铝片为多片，在负载锰氧化物的铝片15上均匀穿孔16,加热棒14穿插在穿孔16中。本实施例采用的是功率100W，单端电热管(网购)，加热棒通电加热实现负载锰氧化物的铝片的再生。
[0030]负载锰氧化物的铝片15可以是蜂窝铝，加热棒固定于两块蜂窝铝中间，外围整体加框固定蜂窝铝与加热棒，加热棒通电实现净化模块的原为再生。
[0031]负载锰氧化物的铝片15放置在甲醛污染的空间中即可进行净化工作，再通过上述的加热装置完成净化模块原位再生。
[0032]上述的铝片为一片或多片，为达到更好的效果，铝片可为多片，加热棒为单个或多个均匀分布穿插在穿孔中。铝片可以为中间部位的单孔，加热棒穿插到孔中。铝片也可以没有孔，加热装置可以是加热膜与没有孔的铝片交叉布置。
[0033]实施例2
[0034]本发明的另一种净化空气的原位再生装置，如图2所示，该装置包括净化模块和提供净化模块再生所需温度条件的加热装置，净化模块为放置在搁板架17上的负载水钠锰矿型锰氧化物的无纺布折叠成的滤芯9,本实施例采用的是PTC加热装置6,功率500W，绝缘型半导体空气加热器(市购)，PTC加热装置6(图2中未示出)放在搁板架下;搁板架为中空，搁板架边缘18有一定宽度固定支撑滤芯;或搁板架是条状板19交叉的布置。
[0035]该装置放在甲醛污染的空间中即可进行净化工作，在需要时将PTC加热装置6通电加热实现净化模块的原位再生。
[0036]实施例3
[0037]含有实施例1原位再生装置的空气净化器，如图3-5所示。在实施例1的基础上增加壳体11，底座1，顶盖10,进风口 21、出风口 20,控制面板，风扇13,风扇电源12;本实施例的壳体11分为上下两部分，壳体采用ABS塑料材料制成，在壳体的内部设有卡槽，固定支撑净化器的各个组件。底座1上有进风口 21，底座下安装有爪，保证进风口处的进风空间。风扇13、 风扇电源12安装在下壳体内、进风口上方，原位再生装置在风扇的上方位于上壳体内，原位再生装置的加热棒穿插在负载锰氧化物的铝片15的穿孔16中，铝片整体固定在上壳体内的卡槽上，顶盖10上有出风口 20。在净化模块下方安装有温度感应器9和温度感应器支架8。下壳体开有与控制部件相适应的孔，控制面板的操作面位于下壳体外部，在操作面上有风速开关2,温度控制器3,加热定时装置4和净化器的总电源开关5,控制面板上述部分分别与净化器内部以下部件线路相连，风速开关2与风扇电源12、风扇13相连，温度控制器3与温度感应器9、加热定时装置4相连，加热定时间装置4与加热棒相连，总电源开关5与风速开关2、温度控制器3相连，用于控制空气净化器的运行状态。风速开关用于风扇风速和空气净化器进风口气体流量的控制。
[0038]根据需要通过温度控制器3、加热定时装置4对铝片进行通电加热实现净化模块的再生。
[0039]实施例4
[0040]含有实施例2原位再生装置的空气净化器，如图6-8所示，在实施例2的基础上增加壳体11，底座1，顶盖10,进风口 21、出风口 20,控制面板，风扇13,风扇电源12;本实施例的壳体分为上下两部分，在壳体的内部设有卡槽，固定支撑净化器的内部的各个组件。底座1上有进风口 21，底座下安装有爪，保证进风口处的进风空间。风扇13、风扇电源12安装在下壳体内、进风口上方，原位再生装置在风扇上方位于上壳体内，净化单元是放置在搁板架17上的负载水钠锰矿型锰氧化物的无纺布折叠成的滤芯9,壳体采用ABS塑料材料制成，壳体在开磨具时设计有搁板架，搁板架为中空设计，搁板板边缘18有一定宽度固定支撑滤芯;或搁板架上面是条状板19交叉的布置，在搁板下有PTC加热装置6,顶盖10上有出风口 20。在再生模块下方安装有温度感应器9和温度感应器支架8。下壳体开有与控制部件相适应的孔，控制面板的操作面位于下壳体外部，在操作面上有风速开关2,温度控制器3,加热定时装置4和装置的总电源开关5，控制面板上述部分分别与净化器内部以下部件线路相连，风速开关2与风扇电源12、风扇13相连，温度控制器3与温度感应器9、加热定时装置4相连，加热定时间装置4与PTC加热装置相连，总电源开关5与风速开关2、温度控制器3相连，用于控制空气净化器的运行状态。风速开关用于风扇风速和净化器进风口气体流量的控制。
[0041]根据需要通过温度控制器3、加热定时装置4对滤芯进行通电加热实现净化模块的再生。
[0042]上述实施例加热定时装置4采用的是半圆轴机械定时开关(网购)，用于控制加热装置的工作时间。风扇用于控制风机转速，空气净化器气体流量，净化模块加热再生时，保证净化模块受热均匀。加热定时装置4对加热装置加热的时间进行控制，温度感应器感应加热装置作用到净化模块附近的温度，反馈到温度控制器，维持一定的加热温度。
[0043]进风口在原位再生装置的下方，可以在底盖上单独设置进风口，也可以同时或单独在原位再生装置的下方壳体的一侧、两侧或三侧设有进风口，风扇13、风扇电源12安装于底座进风口的上方，用于扰动空气，使空气更多的进入到净化器内部，增加空气中甲醛污染与净化模块的接触。出风口设置在顶盖上，也可以将出风口开在上壳体两侧，保证污染气体与净化单兀充分接触。
[0044]净化器安装有温度控制部件，温度控制部件包括加热控制器、温度感应器、温度感应器支架，温度感应器位于净化模块下方，固定于温度感应器支架上，通过接线端子与加热控制器相连，控制面板外部有温度控制部件显示屏和温度操作钮。加热装置位于风扇的上方，加热控制器用于控制加热装置的加热温度;温度传感器用于检测净化器内部环境温度，温度传感器检测的数据实时上传至加热控制器，加热控制器根据数据分析结果做出相应的控制指令。
[0045]本发明的空气净化器的工作状态是开机后，风扇、净化单元处于工作状态，属于净化空气状态。
[0046]本发明的空气净化器原位再生工作状态是所述空气净化器开机后，加热装置、净化单元、定时装置处于工作状态，属于原位再生状态。
[0047]本发明的空气净化器通过风扇工作，使空气中的污染物经进风口进入到净化器内部，经过净化模块，与净化模块充分接触，最后经出风口排出。
[0048]本发明实施例采用的负载水钠锰矿型锰氧化物的无纺布滤芯是根据专利号ZL2013101399283发明专利方法所获得。
[0049]本发明实施例采用的负载锰氧化物的铝片的制备方法如下:
[0050]第一种制备方法:包括以下步骤:
[0051 ] (I)将铝片进行脱脂处理，至表面完全润水；
[0052](2)将高锰酸盐溶于水中，搅拌使其充分溶解后加入辅助剂氨水或尿素，搅拌至均匀混合；
[0053](3)将步骤(I)处理所得的铝片投入至步骤(2)的混合溶液中再置于恒温水浴加执.JtW ，
[0054](4)将步骤(3)完成后的铝片取出，洗涤并干燥；
[0055]所述混合溶液中高猛酸盐的浓度为0.l_60g/L，氨水或尿素的浓度为1.0_40g/L。
[0056]所述铝基的表面积与高锰酸盐的浓度比为0.2-28cm2:0.1-60g/L。
[0057]所述步骤(I)中的脱脂处理采用清洗剂将铝片表面的油脂进行清洗，再用清水洗涤;所述清洗剂是酸性、碱性或有机溶剂的脱脂剂。
[0058]所述步骤(2)中的高锰酸盐为水溶性高锰酸盐，为高锰酸钾、高锰酸钠、高锰酸胺中的一种或它们的任意比组合。
[0059]所述步骤(3)的恒温水浴加热温度为室温_95°C，时间是0.5-12小时。
[0060]所述步骤(4)的干燥温度为室温_350°C。
【具体实施方式】
[0061]
[0062]实施例1:
[0063]称取6g高锰酸钾，将其加入10mL纯水中，超声至完全溶解。随后加入4mL氨水溶液，搅拌混匀。将质量为20g的铝片经脱脂、碱洗去除表面的油脂和氧化层，用纯水清洗至表面完全湿润，然后投入上述的高锰酸钾-氨水混合液中。将此溶液置于恒温水浴40°C下反应5h。取出铝片，在60°C下烘干，即得到铝基负载的锰氧化物。
[0064]实施例2:
[0065]称取0.1g高锰酸钾，将其加入10mL纯水中，超声至完全溶解。随后加入Ig尿素，搅拌混匀。将质量为0.7g的铝片经脱脂、碱洗去除表面的油脂和氧化层，用纯水清洗至表面完全湿润，后投入上述的高锰酸钾-尿素混合液中。将此溶液置于恒温水浴95°C下反应10h。取出铝片，在105°C下烘干，即得到铝基负载的锰氧化物。
[0066]第二种的制备方法:
[0067]包括以下步骤:
[0068](I)用催化剂、水基粘合剂、水的重量比例为1-5:1-8:2-10配制催化剂浆料；
[0069](2)将表面处理完全均匀润水的铝片浸入步骤(I)的浆料中，至铝基上或铝片上均匀的挂浆；
[0070](3)从浆料中取出至完全干燥；
[0071]所述催化剂的颗粒大于100目、为水钠锰矿型二氧化锰催化剂;所述催化剂浆料的pH值为5-9 0
[0072]所述步骤(I)中浆料的固含量为5-50%。
[0073]所述铝片在浸入之前对浆料进行消泡处理。
[0074]所述表面处理完全均匀润水的步骤为用酒精脱除铝片表面的油脂污染物、再用纯水进行水洗至铝片表面完全均匀润水，并于润水膜连续性保持30s以上。
[0075]所述步骤(3)的干燥为负载锰氧化物的铝片放入烘箱中加工至完全干燥。
【具体实施方式】
[0076]
[0077]实施例1
[0078]称取20g高锰酸钾和30g草酸铵，加入IL的水，超声至高锰酸钾和草酸铵完全溶解，将所得的溶液放置于90°C水浴中反应10小时。将生成的锰氧化物离心、洗涤并置于105°C烘箱干燥，即得到二氧化锰催化剂。研磨，取大于100目的粉体，备用。
[0079]称取20g二氧化锰粉体催化剂，加入20g丙烯酸粘合剂，40g去离子水，混合，得到固含量约为25%的浆料，调节浆料pH为9，然后除去浆料表面的泡沫。
[0080]将质量为0.74g，厚度为0.3mm的铝片浸渍在酒精溶液中超声洗涤20min，除去表面的油脂。取出用去离子水超声洗涤至铝基表面完全浸润(润水膜连续性保持30s以上负载的效果更佳)，备用。
[0081]将表面处理过的铝片浸入上述浆料中，搅拌，至铝片上均匀的挂浆，然后取出至完全干燥。为快捷获得成品，置于60°C烘箱干燥4h，得到铝片负载的锰氧化物催化剂的净化材料。
[0082]实施例2
[0083]称取25g高锰酸钾，加入IL的水，超声至高锰酸钾完全溶解，随后加入1.5L的甲醇，将所得的溶液放置于水浴45°C下反应6小时。将生成的锰氧化物离心、洗涤并置于105°C烘箱干燥，即得到二氧化锰催化剂。研磨，取大于100目的粉体、备用。
[0084]称取25g二氧化锰粉体催化剂，加入1g聚氨酯粘合剂和20g去离子水，混合，得到固含量约为45.5 %的浆料，调节浆料pH为7。
[0085]将质量为0.74g，厚度为0.3mm的铝片浸渍在酒精溶液中超声洗涤20min，取出用去离子水超声洗涤至铝基表面完全浸润(润水膜连续性保持30s以上负载的效果更佳)，备用。
[0086]将表面处理过的铝片浸入浆料中，来回搅拌，至铝片上均匀的挂浆，后取出至完全干燥。为快捷获得成品，置于60°C烘箱干燥4h，得到铝片负载的锰氧化物催化剂的净化材料。
[0087]实施例3
[0088]按照(Appl.Catal.B:Environ.,2016,189，210)报道，称取25g高锰酸钾，20g—水合硫酸锰，加入IL的水，超声至药品完全溶解，将所得的溶液放置于水热反应釜中140°C下反应12h。将生成的二氧化锰离心、洗涤并置于105°C烘箱干燥，即得到可以除臭氧的二氧化锰催化剂。研磨，取大于100目的粉体、备用。
[0089]称取1g的二氧化锰粉体催化剂，加入SOg丙烯酸粘合剂和10g去离子水，混合，得到固含量约为5.3 %的浆料，调节浆料pH为5。
[0090]将质量为0.74g，厚度为0.3mm的铝片浸渍在酒精溶液中超声洗涤20min，取出用去离子水超声洗涤至铝片表面完全浸润(润水膜连续性保持30s以上负载的效果更佳)，备用。
[0091]将表面处理过的铝片浸入浆料中，来回搅拌，至铝片上均匀的挂浆，后取出至完全干燥。为快捷获得成品，置于60°C烘箱干燥4h。干燥后，再浸入浆料中进行二次负载，干燥。三次浸渍后，直至粉末完全覆盖铝基的表面，即得到铝片负载的锰氧化物催化剂的净化材料。
【主权项】
1.一种净化空气的原位再生装置，其特征在于，该装置包括净化模块和提供净化模块 再生所需温度条件的加热装置。2.根据权利要求1所述的原位再生装置，其特征在于，所述净化模块是负载锰氧化物的 铝片，铝片至少一片;或是负载锰氧化物的无纺布折叠成的滤芯。3.根据权利要求2所述的原位再生装置，其特征在于，所述加热装置为加热棒，加热棒 穿插在铝片层间或在铝片上设有孔，加热棒穿插在孔中；或是所述负载锰氧化物的无纺布 折叠成的滤芯放置在搁板架上，加热装置在搁板架下;搁板架为中空，边缘有一定宽度固定 支撑滤芯;或搁板架上面是条状板交叉布置。4.根据权利要求3所述的原位再生装置，其特征在于，所述在搁板架下端的加热装置为 PTC加热器。5.根据权利要求1 一 4任一项所述的原位再生装置，其特征在于，还包括连接在加热装 置上的定时装置用于控制加热装置的工作时间。6.—种含有权利要求1至5中任一项所述的原位再生装置的空气净化器，其特征在于， 还包括机壳，进、出风口，控制面板，风扇，风扇电源;机壳包括底座、支撑壳体和顶盖，支撑 壳体的内部设有卡槽，用于固定支撑控制组件，所述风扇、风扇电源和进风口均位于原位再 生装置下方，出风口位于原位再生装置上方;所述控制面板位于支撑壳体外部，控制部件内 部电路与风扇电源、原位再生装置的加热装置相连，其外部设有电源、风速开关，加热定时 装置。7.根据权利要求6所述的空气净化器，其特征在于，所述进风口位于底座和/或壳体至 少一侧，出风口位于顶盖和/或壳体至少一侧。8.根据权利要求7所述的空气净化器，其特征在于，所述空气净化器还包括位于净化模 块下方的温度控制部件，所述温度控制部件包括温度控制器、温度感应器、温度感应器支 架，温度控制器内部电路与温度感应器和加热定时装置相连。
【文档编号】B01D53/86GK106000093SQ201610586842
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月22日
【发明人】张彭义, 武朦, 李金格, 刘芳
【申请人】清华大学