本实用新型属于净化器
技术领域：
，尤其涉及一种具有抗菌、杀菌功能的空气净化器。
背景技术：
：空气净化器又称空气清新机、净化器，空气净化器能够吸附、分解或转化各种空气污染物，例如PM2.5、粉尘、花粉、异味、甲醛之类的细菌、过敏原等，从而有效地提高空气清洁度，因而广泛地应用于家居、写字楼、车间、工厂等各种环境中。空气净化器中有多种不同的技术和介质，能够向用户提供清洁和安全的空气。常用的空气净化技术有：吸附技术、负(正)离子技术、催化技术、光触媒技术、超结构光矿化技术、HEPA高效过滤技术、静电集尘技术等；材料技术主要有：光触媒、活性炭、合成纤维、HEAP高效材料、负离子发生器等。公开号为CN103245011B，公开日期为2015年8月5日的中国专利申请文件公开了一种车载空气净化器，主要由塑料后壳体、粗滤网、HEPA过滤网、活性炭滤网、后金属电极层、光触媒滤网、前金属电极层、风扇、等离子体发生器电源、前壳体、铝箔屏蔽层组成；与后壳体相连的粗滤网前面依次安放有HEPA过滤网、活性炭滤网、后金属电极层、光触媒滤网、前金属电极层、风扇；等离子体发生器电源安装在壳体内侧面；前壳体的中间面板预留有出风口，后壳体的中间面板预留有进风口；壳体外层没有开孔的地方均覆盖上一层铝箔屏蔽层。上述专利申请文件中的空气净化器虽然能过滤多数的颗粒、粉尘，但空调过滤器抵抗细菌、病毒的能力较差，空气净化器使用一段时间后会附着大量的有害细菌和病毒，空气净化器中的空调滤芯间接成为细菌、病毒滋生的温床，影响室内空气，损害人体健康。被污染的空调滤芯不仅会增加室内湿度，同时也会成为真菌、孢子、细菌滋生的温床，这样既对健康不利，也会产生难闻的气味，室内污浊的空气还会让人产生疲劳感。车内异味、细菌等有毒有害气体将直接危害我们的身体健康，吸入这些有害气体，会使人感到头痛、头晕、胸闷、恶心、呕吐，甚至诱发呼吸道疾病。因此，本领域亟需研发一种自带杀菌消毒功能的空气净化器，使空气净化器具有高效、持久的杀菌抗毒能力。技术实现要素：为解决上述现有技术中的问题，本实用新型提供了一种空气净化器，以提高空气净化器的抗菌杀毒性能，从而为用户提供更清洁的空气。为实现上述目的，本实用新型的空气净化器的具体技术方案如下：一种空气净化器，包括壳体以及安装在壳体内的滤芯，所述滤芯至少包括抗菌过滤层，抗菌过滤层包括铝合金本体，铝合金本体的外表面形成有多孔氧化铝膜，多孔氧化铝膜的孔道中沉积有抗菌金属层，当空气与抗菌过滤层接触时，抗菌过滤层可杀灭空气中的细菌和病毒以提供清洁健康的空气。进一步，多孔氧化铝膜中单位面积上的孔道单元胞数量为70-100×109/cm2，单元胞中的孔道参数为：孔深度1-100微米，孔径为10-50微米，多孔氧化铝膜的孔道中沉积有抗菌金属，沉积在多孔氧化铝膜孔道中的抗菌金属的粒径为1-100纳米。进一步，多孔氧化铝膜单位面积上的孔道单元胞数量为80-90×109/cm2，单元胞中的孔参数为：孔深度为60-80微米，孔径为40-50微米，沉积在多孔氧化铝膜孔道中的抗菌金属的粒径为20-50纳米。进一步，沉积的抗菌金属包括银、氧化银、铜以及氧化铜，其中银元素和铜元素的质量比为6-7:2-3。进一步，抗菌过滤层呈蜂窝网状。进一步，所述滤芯还包括前置过滤层，前置过滤层可过滤空气中的悬浮微粒和有害气体，空气经前置过滤层过滤后进入抗菌过滤层中进行杀菌消毒。进一步，所述前置过滤层包括用于过滤悬浮微粒的第一过滤层和用于过滤有害气体的第二过滤层，空气经第一过滤层过滤掉悬浮微粒后进入第二过滤层中，并且在第二过滤层过滤有害气体。进一步，第一过滤层为滤纸层，滤纸层呈V字波浪型。进一步，第二过滤层为活性炭过滤层或HEPA滤网层，活性炭过滤层或HEPA滤网层呈蜂窝网状。进一步，空气净化器为用于机动车的车载空气净化器。本实用新型的空气净化器中，抗菌铝合金具有良好的抗菌性能，空气净化器结构简单、成本低廉。空气净化器中的铝合金层上，抗菌金属沉积均匀、牢固稳定，铝合金的抗菌杀菌作用持续时间长且抗菌杀菌率高达99.99％。多孔氧化铝膜提高了铝合金的耐腐蚀性能，电解沉积液长期使用也不会析出不溶性沉积，非常稳定。本实用新型的空气净化器尤其适用于车载空气净化器，在车载环境中，通过设置位于最外侧的HEPA滤网层，可首先过滤掉空气中的灰尘、花粉、研磨颗粒等固体杂质，避免在汽车玻璃上蒙上水蒸气、使司乘人员视线清晰，带来行车安全。通过设置在中间的活性炭层，可过滤掉空气中的水份、煤烟、臭氧、异味、碳氧化物、SO2、CO2等，给驾乘室提供新鲜空气，避免驾乘人员吸入有害气体，保障驾驶安全；通过设置在内侧的银触媒层，提供强效杀菌消毒除臭性能，保证驾乘室空气清洁不滋生细菌。附图说明图1为本实用新型的空气净化器的透视图；图2为本实用新型的空气净化器第一实施例的分解结构示意图；图3为本实用新型的空气净化器第二实施例的分解结构示意图；图4为空气净化器中的抗菌过滤层、抗菌过滤层包括铝合金本体及其表面阳极氧化形成的多孔氧化铝膜；图5为沉积有抗菌金属的多孔氧化铝膜；图6为制造空气净化器中的铝合金的方法的流程图；图7-9为抗菌金属沉积步骤中采用的交直流脉冲电流电压图；图10为抗菌金属粒径与抗菌效果的关系示意图。具体实施方式为了更好地了解本实用新型的目的、结构及功能，下面结合附图，对本实用新型的空气净化器做进一步详细的描述。如图1-3所示，实用新型的空气净化器100包括壳体101以及安装在壳体内的滤芯，滤芯包括多种配合使用的过滤层，例如过滤纸层、HEPA层、活性炭层以及抗菌过滤层等。外界空气先穿过过滤纸层、HEPA层、活性炭层将大小粒径的尘埃微粒、花粉，最后再通过抗菌过滤层，抗菌过滤层抵抗和杀灭空气中残留的大量细菌和病毒，从而为用户提供更加清洁可靠的空气。如图4-5所示，空气净化器100中，抗菌过滤层102为铝合金层，抗菌过滤层102包括铝合金本体10，铝合金本体10的外表面形成有多孔氧化铝膜20，多孔氧化铝膜20的孔道21中沉积有抗菌金属层22。抗菌金属层22中大部分抗菌金属牢固地沉积在孔道21的内侧壁的表面上，一部分渗透进入到内侧壁的内部，多孔氧化铝膜20具有高效持久的抗菌杀菌性能。氧化铝膜层中的孔道单元胞分布均匀，氧化铝膜层中单位面积上的单元胞数量为70-100×109/cm2，优选为80-90×109/cm2或86×109/cm2，氧化铝膜层中的单元胞分布均匀，单元胞中的孔参数为：孔深度1-100微米，优选为60-80微米或70微米，孔径(孔宽度)为10-50微米，优选为40-50微米或45微米。进一步，附着在氧化铝膜层的孔道中，由抗菌金属沉积形成的单元胞的数量为：70-100×109/cm2，优选为80-90×109/cm2或86×109/cm2，沉积在氧化铝膜孔中的抗菌金属银或铜的粒径为1-100纳米，优选为20-50纳米或40纳米。粒径为1-100纳米范围的抗菌金属银或铜牢固而均匀地附着在氧化铝膜孔中，使抗菌铝的抗菌、杀菌功能持续时间长。抗菌金属单元胞在单位面积上均匀分布的数量和抗菌金属的纳米级粒径参数范围，使得抗菌金属的抗菌杀菌性能强，抗菌杀菌率达到99.99％。实施例一：如图2所示，空气净化器100包括壳体101以及依次设置在壳体101中的抗菌过滤层102、活性炭过滤层103和(HEPA)微粒过滤层104，抗菌过滤层102、活性炭过滤层103和(HEPA)微粒过滤层104在壳体101中从内向外依次排布，空气先后依次通过(HEPA)微粒过滤层104、活性炭过滤层103以及抗菌过滤层102，其中微粒过滤层104过滤掉空气中的灰尘、花粉、研磨颗粒等固体杂质，活性炭过滤层103可吸附空气中的水份、煤烟、臭氧、异味、碳氧化物、SO2、CO2等，抗菌过滤层102对空气中残留的细菌、病毒进行杀灭，通过合理设置的3个过滤层配合作用，从而为用户提供更清洁健康的空气。微粒过滤层104为常用的HEPA过滤网，结构呈V字波浪型，微粒过滤层104能够吸纳99％以上粒径大于0.3-1微米的悬浮微粒，主要去除空气中的悬浮微粒污染物，而无法滤除有害气体。活性炭过滤层103呈蜂窝网状，活性炭过滤层103上设置有活性炭颗粒，以过滤吸附甲醛、SO2、碳氧化物等一些有害气体。抗菌过滤层102也呈蜂窝网状，抗菌过滤层102与空气接触的表面形成有多孔氧化铝膜20，多孔氧化铝膜20与空气接触后能抵抗和杀灭空气中残留的大量细菌和病毒，从而为用户提供更加清洁可靠的空气。实施例二，如图3所示，空气净化器100包括壳体101以及依次设置在壳体101中的抗菌过滤层102、HEPA滤网层103和滤纸层104，抗菌过滤层102、HEPA滤网层103和滤纸层104在壳体101中从内向外依次排布，空气先后依次通过滤纸层104、HEPA滤网层103以及抗菌过滤层102，其中滤纸层104过滤掉空气中的灰尘、花粉、研磨颗粒等固体杂质，HEPA滤网层103过滤掉空气中的甲醛、碳氧化物等有害气体，抗菌过滤层102对空气中残留的细菌、病毒进行杀灭，通过合理设置的3个过滤层配合作用，从而为用户提供更清洁健康的空气。滤纸层104的结构呈V字波浪型，滤纸层104主要去除空气中的悬浮微粒污染物。HEPA滤网层103上设置有空气吸附剂，可过滤吸附甲醛、碳氧化物等一些有害气体。抗菌过滤层102呈蜂窝网状，抗菌过滤层102与空气接触的表面形成有多孔氧化铝膜20，多孔氧化铝膜20与空气接触后能抵抗和杀灭空气中残留的大量细菌和病毒，从而为用户提供更加清洁可靠的空气。如图6所示，本实用新型的空气净化器中的抗菌过滤层102的制造方法包括如下步骤：步骤一、铝合金阳极氧化：将预处理过的铝合金作为阳极，石墨、铝或铅等作为阴极，在电解液中进行阳极氧化以制备具有多孔氧化铝膜的铝合金。其中电解液包括：120-200g/L的硫酸，氧化锌，草甘膦，还可以选择性加入5～20g/L的Al2(SO4)3·18H2O。氧化电解的条件为：温度5℃-35℃，通直流电(DC)6-24V，阳极氧化时间为10min～60min。氧化完成后，取出铝合金，经水洗后在清水中浸泡去除表面的电解液，即得具有多孔氧化铝膜的铝合金。铝合金的预处理主要包括以下操作：碱性化学除油、氢氧化钠溶液除氧化膜、稀硝酸除灰、水洗等，铝合金经预处理后便于进行阳极氧化形成氧化铝膜。应注意的是，由于铝合金表面的多孔氧化铝膜本身不具备导电性，在电解液中加入氧化锌可使多孔氧化铝膜获得良好的导电性，便于后续的氧化铝电解沉积抗菌金属。与此同时，在电解液中加入草甘膦，使阳极氧化形成的孔具有内吸作用，可促使抗菌金属充分沉积到氧化铝的孔内，抗菌金属牢固地附着沉积在氧化铝膜的孔内壁上，从而使单位面积上抗菌金属沉积块的数量与多孔氧化铝膜单位面积上的孔道单元胞数量一致。如图4-5所示，阳极氧化形成的多孔氧化铝膜中，单位面积上的单元胞数量为70-100×109/cm2，优选为80-90×109/cm2或86×109/cm2，氧化铝膜中的单元胞分布均匀，单元胞中的孔参数为：孔深度1-100微米，优选为60-80微米或70微米，孔径(孔宽度)为10-50微米，优选为40-50微米或45微米。步骤二、铝合金电解沉积：将步骤一得到的具有多孔氧化铝膜的铝合金与石墨、铝、铅或不锈钢等组成两电极，在沉积液中进行电解沉积。其中沉积液包括：7-25g/L的硝酸银，1.5-5g/L的铜绿，5-30g/L的十水硫酸镁(MgSO4·10H2O)，2-10g/L的络合剂(可选用α-氨基酸或有机羟基羧酸中的一种)，还可选择性地加入15-20g/L的H2SO4。电解沉积的条件为：温度5℃-35℃，交直流(AC/DC)5-30V，电解沉积时间3-30min。沉积完成后，取出铝合金，经水洗后在清水中浸泡以去除表面的电解液。上述α-氨基酸采用甘氨酸、丙氨酸中的一种。有机羟基羧酸中有机羟基羧酸的羟基在碳链的α或β位置，有机羟基羧酸可采用苹果酸、乳酸、葡萄糖酸中的一种。络合剂优选采用α-氨基酸，α-氨基酸络合剂可与银离子形成五环的四配位配合物，α-氨基酸络合物比有机羟基羧酸类络合剂能更有效地与银离子络合，因此加入了α-氨基酸的电解沉积液非常稳定，配制和电解沉积过程中均不会产生沉淀物，因此有利于抗菌金属在氧化铝膜上均匀沉积，沉积着色效果优良。铝合金电解沉积用的电解液中各溶液的体积掺混比为：7-25g/L的硝酸银5份，1.5-5g/L的铜绿5份，5-30g/L的十水硫酸镁4份，2-10g/L的络合剂6份。此外，还可加入适量的15-20g/L的H2SO4。进一步，电解沉积过程中连接交直流脉冲电源。如图7-9所示，电解沉积中采用的交流脉冲的3种实施例，其中图7中所示的为锯齿状的波形电流，波形电流的峰值为10-50A，波形电流的周期为0.01-3秒；图8中所示的为平滑的波形电压，波形电压的正负峰值为12-24伏，波形电压的周期为0.01-3秒；图9中所示的为平滑过渡的波形电压和脉冲电流的叠加，其中电压的峰值为12-24伏，电流的峰值为10-50A，叠加电压电流脉冲的周期为0.01-6秒。具体地，图7所示锯齿状的波形电流中，T1为0.06-1.8秒，T2为0.04-1.2秒；图8所示平滑的波形电压中，T3为0.01-3秒；图9所示的叠加电压电流中，T4为0.01-6秒，T5为0.005-0.5秒，T6为0.005-0.5秒。应注意的是，在铝合金阳极氧化过程中，加入的氧化锌使多孔氧化铝膜具备良好的导电性，方便足量的抗菌金属粒子进行电解沉积；加入的草甘膦使多孔氧化膜能够吸引抗菌金属粒子沉积到氧化铝膜的孔中，从而促使抗菌金属(主要是银和铜)粒子牢固而均匀地附着在氧化铝层的孔内壁上；与此同时，电解沉积过程中采用交流波形脉冲，促使抗菌金属快速沉积。如图5所示，在阳极氧化形成的氧化铝膜的微孔平台上，在上述三方面(氧化锌、草甘膦以及波形电流电压脉冲)的协同作用下，使得抗菌金属沉积块的数量也为：70-100×109/cm2，优选为80-90×109/cm2或86×109/cm2，沉积在氧化铝膜孔中的抗菌金属银或铜的粒径为1-100纳米，优选为20-50纳米或40纳米。粒径为1-100纳米范围的抗菌金属银或铜牢固而均匀地附着在氧化铝膜孔中，使抗菌铝的抗菌、杀菌功能持续时间长。抗菌金属单元胞在单位面积上均匀分布的数量和抗菌金属的纳米级粒径参数范围，使得抗菌金属的抗菌杀菌性能强，抗菌杀菌率达到99.99％，明显强于纯银和其他镀银产品的抗菌性能。表1-1为在相同的4小时内本实用新型的抗菌铝合金与纯银的杀菌能力对比表：表1-1抗菌铝合金与纯银的杀菌能力细菌种类抗菌铝合金纯银李斯特菌99.99％约51％抗类丹毒杆菌99.99％约51％类结核杆菌99.99％约51％荧光假单细胞菌99.99％约51％耶氏菌99.99％约61％金黄色葡萄球菌99.99％约63％大肠杆菌99.99％约65％抗菌金属(银和/或铜)的抗菌效果与金属粒子的粒径有关，以银为例，一般的，银或氧化银的抗菌性能随着颗粒尺寸的减小而增强(参见图10)，但当银离子粒径过小时，抗菌性能反而会减弱。本实用新型中通过加入导电增强剂和内吸试剂，控制电解沉积的脉冲电压电流，以及通过控制氧化铝膜孔道的尺寸参数来达到控制银或氧化银的晶粒，使粒径控制在5-50纳米范围内，并保持一定的分散性，才能使银离子显著的抗菌性能发挥出来，从而明显优于其他抗菌材料，也明显优于纯银或镀银产品。进一步，孔道内微小球形颗粒为银铜颗粒，而且均匀沉积到孔道内，抗菌金属沉积均匀、稳定，沉积的抗菌金属包括银、氧化银、铜以及氧化铜。采用波形电压电流源沉积能使银、铜均匀地沉积到氧化铝膜的孔道内，因此沉积着色均匀、稳定，其中银元素和铜元素的质量比优选为6-7:2-3。步骤三、将步骤二所得的铝合金进行沸水封闭处理，即得着色稳定且具有持久高效杀菌功能的铝合金。在步骤三中，为进一步提高铝合金的耐蚀性，可将铝合金氧化膜浸入封孔液中进行封孔，封孔液为含有纳米二氧化钛的水溶液，封孔温度70～100℃，封孔时间1～20min，封孔后将铝合金浸入清水中以除去表面残余附着物。实施例三：首先将经脱脂、除氧化膜、除灰、水洗等预处理后的铝合金作为阳极，石墨、铝或铅等作为阴极，在电解液中进行直流阳极氧化以制备具有多孔氧化铝膜的铝合金。然后将得到的具有多孔氧化铝膜的铝合金与石墨、铝、铅或不锈钢等组成两电极，在7-25g/L的硝酸银，1.5-5g/L的铜绿，5-30g/L的十水硫酸镁(MgSO4·10H2O)，2-10g/L的络合剂的沉积液中进行电解沉积，电解沉积的条件为：温度5℃-35℃，交直流(AC/DC)5-30V，电解沉积时间3-30min。沉积完成后，取出铝合金，经水洗后在清水中浸泡以去除表面的电解液，进行热水封闭处理，从而得到抗菌铝产品。下表2给出了图7-9所示脉冲电流电压下电解沉积抗菌金属的铝合金附着的颜色。表2相同频率、周期的脉冲电流电压下的着色效果实施例四：首先将经脱脂、除氧化膜、除灰、水洗等预处理后的铝合金作为阳极，石墨、铝或铅等作为阴极，在电解液中进行直流阳极氧化以制备具有多孔氧化铝膜的铝合金。然后将得到的具有多孔氧化铝膜的铝合金与石墨、铝、铅或不锈钢等组成两电极，在7-25g/L的硝酸银，1.5-5g/L的铜绿，5-30g/L的十水硫酸镁(MgSO4·10H2O)，2-10g/L的络合剂的沉积液中进行电解沉积，电解沉积的条件为：温度5℃-35℃，交直流(AC/DC)5-30V，电解沉积时间3-30min。沉积完成后，取出铝合金，经水洗后在清水中浸泡以去除表面的电解液，进行热水封闭处理，从而得到抗菌铝产品。下表3给出了铝合金阳极氧化过程中是否加入氧化锌和草甘膦对电解沉积抗菌金属的铝合金着色的影响。表3阳极氧化过程中加入氧化锌和草甘膦后的着色效果本实用新型中，当微量抗菌金属离子(银离子和/或铜离子，以下以银离子为例说明)到达微生物细胞膜时，因细胞膜带有负电荷，银离子能依靠库伦引力牢固吸附在细胞膜上，而且银离子还能进一步穿透细胞壁进入细菌内并与细菌中的疏基反应，使细菌的蛋白质凝固，破坏细菌的细胞合成酶的活性，使细胞丧失分裂增殖能力而死亡。当菌体失去活性后，银离子又会从菌体中游离出来，重复进行杀菌活动，因而抗菌效果高效持久。应注意的是，抗菌铝合金的制造方法制备的铝合金可作为抗菌杀菌材料，具有非常广泛的应用，可应用到诸多领域中。可以理解，本实用新型是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本实用新型的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本实用新型的精神和范围。因此，本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本实用新型所保护的范围内。当前第1页1 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