场效应空间净化装置，是应用真空高频等离子体化学气相沉积方法，在泡沫镍表面生成一层纳米级的掺杂着结构和性能不同的碳原子同素异形体复合物(如石墨烯、石墨炔、碳纳米管、富勒烯及金刚石等)的石墨烯薄膜，制成具有场发射效应的纳米复合材料，在光照和低频电场作用下，通过表面等离子体共振与耦合产生高能粒子场辐射，使空间内部空气中的雾霾、病毒、有机物分子等污染物分解矿化为无害物质和负离子。因此该装置属于治理空气污染的环保设备领域。
二、
背景技术：
据统计，目前被人们注意到或已经对环境和人类产生危害的大气污染物大约有100种左右。其中影响范围广，对人类环境威胁较大且具有普遍性的污染物有：颗粒物、含硫化合物、碳氧化合物、氮氧化合物、碳氢化合物、含卤素化合物、光化学烟雾、酸雨。最近，由VOC(是挥发性有机化合物的英文缩写，常见的有甲醛、甲苯和二甲苯等)及其在空气中与氮氧化物发生光化学反应生成臭氧所造成的空气污染愈来愈严重，已引起有关部门的高度重视。世界卫生组织发布的数据表明，全球空气污染相关死亡中，70％因患缺血性心脏病和脑卒中引起，25％患慢性阻塞性肺病或急性下呼吸道感染，6％因肺癌死亡，可以说，空气污染是当今世界威胁人类生命安全的重要因素之一。
现行空气净化技术主要有：活性炭吸附技术，活性炭可以吸附空气中的异味儿、部分甲醛、苯等有害物质，但是不能通过物理、化学、生物反应，将甲醛、苯等有害物质分解，达到净化空气的目的，还需定期更换而不断产生费用。HEPA(高效过滤器技术)，只能有效过滤流过空气中的0.3微米以上的微小颗粒粉尘、细菌、病毒等物质，但是滤网密度高，必须有强力排气风扇去带动空气流动通过它，比较耗电，而且滤网容易损坏，不能水洗，必须定期更换才能继续使用，维护费用比较高。紫外线技术，有杀毒、杀菌功能，使用成本比较低，缺点是紫外线易对人的眼角膜、皮肤造成伤害，不能人机共存。臭氧技术，优点是低浓度的臭氧可杀灭留存于空气中、水中、物体表面的多种使人和动物致病的病菌病毒、支原体和微生物，但是，超标的臭氧是无形杀手，会造成人的神经中毒、头晕头痛、视力下降、记忆力衰退，不能人机共存，并且不能吸附固态颗粒。负离子技术，负离子与空气中烟尘、灰尘颗粒结合，产生带静电的烟尘、灰尘颗粒，被地面吸引后产生沉降，起到净化作用，缺点是不能消除甲醛、苯等有害气体，部分负离子空气净化器还会产生对人体有害的臭氧。光触媒技术，有除尘、杀菌等功效，是一种被广泛使用的技术，缺点是必须在特定波长的紫外光激发下才能够有效果，产品寿命很短，效果不明显，紫外线对人有伤害，不宜人机共存。
总之，上述现有技术要么对治理的污染物有选择性，功能单一，要么耗能较大，要么维护费用高，而且，现有技术主要依靠空气循环接触式清除污染物，不能解决无死角空间净化问题。
科学实验证实，碳同素异形体及其复合物具有典型的纳米材料特性，在电学、光学、热学、力学等方面具有优异的性能。以石墨烯为例，石墨烯几乎不存在电阻，能以比其他任何材料快100倍的速度传导电子或空穴，这几乎接近光速；石墨烯与其他一个光子产生一个电子的材料不同，一个入射光子会使石墨烯中的许多电子受激从而产生大量电子信号；石墨烯表面电子逸出功极低，几乎不需要能量即可以发射电子，在低能态下(如光照、微电场)，能够以量子隧穿效应方式来转移电子，及氢原子、重氢原子一类的原子核，同时在其掺杂的碳纳米管、富勒烯及金刚石表面微区的尖端能够引起涡旋运动而产生超光速传播的挠场，并与零点能相干而提取零点能，由此引发高能粒子反转而产生一定数量的异常高能带电粒子辐射。此外，石墨烯表面的一些自由振动的电子通过吸收紫外光，产生了沿着表面传播的电子疏密波，形成等离子体电磁表面波，同时出现光波电场分量作用于石墨烯表面自由电子，引发自由电子沿光传播方向的纵波振荡(即产生共振现象)，使一部分光波能量转化为自由电子振动能量。
借助高频等离子体化学气相沉积含氢DLC(类金刚石薄膜)方法，通过调整生成类金刚石膜SP3键及SP2键比例，可以在泡沫镍表面生成一层纳米级的掺杂着结构和性能不同的碳原子同素异形体复合物(如石墨烯、石墨炔、碳纳米管、富勒烯及金刚石等)的石墨烯薄膜。这种纳米复合材料，一方面，具有超大比表面积，可增强场效应电子发射和表面等离子体共振能量；另一方面，在其表面微区的尖端能够引起具有绕场效应的涡旋运动，使高能粒子通过反转获得异常的超能量。
在光照和外加微弱低频电场作用下，泡沫镍表面的纳米复合材料产生等离子体电磁表面高能态电子疏密波和绕场辐射，形成高能电子辐射，使辐射空间内空气中的水分子、微生物、粉尘、挥发性有机物、发生分解，生成CO2、H2O、活性自由基、及大颗粒粉尘沉降并增加对环境有益的负离子。由于生成大量活性自由基，不会生成臭氧，已存在的臭氧也会被完全还原为氧气。外加微弱低频电场所产生的电子辐射虽然能量高，但量值有限，对人体没有任何伤害。因此，利用镍基碳纳米复合材料的电子遂穿、表面等离子体共振与耦合电磁波、光电倍增、绕场加速，及活性自由基链式反应等高能场效应性能发明的场效应空间净化装置，具有高效、节能、免维护、无死角、多功能、人机共处等优点，不仅可以解决雾霾、臭氧、VOC、病毒等空气污染物的净化问题，而且无二次污染，能产生有益健康的负离子。所以该装置适用于空气污染显著的生产车间、公共场所、及城镇居民住房内部空域除臭、除尘、灭菌、除VOC及提供负离子优化空气质量。
三、
技术实现要素：
场效应空间净化装置是由球形场效应系统(1)和圆柱形低频电源系统(2)构成；球形场效应系统(1)安装在圆柱形低频电源系统(2)顶端；球形场效应系统(1)由球形外壳(3)、及安装在球形外壳(3)内部的圆柱形紫外灯(4)和空心圆柱体形并联电极体(5)构成；圆柱形紫外灯(4)位于空心圆柱体形并联电极体(5)中线的空心中；空心圆柱体形并联电极体(5)由圆环形绝缘片(6)与圆环形泡沫镍基碳纳米复合材料电极(7)交替间隔叠装构成；长方体形偶数导电条(8)与长方体形奇数导电条(9)分别位于空心圆柱体形并联电极体(5)对应侧面；长方体形偶数导电条(8)通过焊接点(10)与偶数排列的圆环形泡沫镍基碳纳米复合材料电极(7)联通，长方体形奇数导电条(9)通过焊接点(10)与奇数排列的圆环形泡沫镍基碳纳米复合材料电极(7)联通；圆柱形低频电源系统(2)由圆柱体形外壳(20)及安装在圆柱体形外壳(20)内部的正方体形低频电源发生器(15)、具有按钮(13)的长方体形电源开关(17)、及位于圆柱形低频电源系统(2)底面的外接电源插头(14)构成。
圆环形泡沫镍基碳纳米复合材料电极(7)由泡沫镍和采用高频等离子体化学气相沉积在泡沫镍表面一层纳米级的、掺杂着结构和性能不同的碳原子同素异形体复合物的石墨烯薄膜共同构成。
长方体形偶数导电条(8)底部和长方体形奇数导电条(9)底部，分别由位于圆柱形低频电源系统(2)顶端的长方形插口(11)进入圆柱体形外壳(20)内部，通过低频电源导线(16)，分别与正方体形低频电源发生器(15)的输出端联通；圆柱形紫外灯(4)底部由位于圆柱形低频电源系统(2)顶端中心的圆形孔(12)进入圆柱体形外壳(20)内部，通过电源导线(18)，与长方体形电源开关(17)输出端接通；长方体形电源开关(17)通过电源导线(19)，与正方体形低频电源发生器(15)输入端接通；外接电源插头(14)通过电源导线(21)与长方体形电源开关(17)接通。
外接电源插头(14)与外部电源接通状态下，按下长方体形电源开关(17)，圆柱形紫外灯(4)与正方体形低频电源发生器(15)同时启动球形场效应系统(1)进入运行模式。
球形外壳(3)阻挡紫外光外泄，其侧面球体均匀分布的圆孔(22)使空心圆柱体形并联电极体(5)与球形外壳(3)外部空间联通为一体。
四、附图说明
图1是场效应空间净化装置垂直剖面结构图。
图2是球形场效应系统(1)垂直剖面结构图。
图3是圆柱形低频电源系统(2)垂直剖面结构图。
图4是球形外壳(3)示意图。
图5是圆柱形紫外灯(4)示意图。
图6是空心圆柱体形并联电极体(5)垂直剖面结构图。
图7是圆环形绝缘片(6)示意图。
图8是圆环形泡沫镍基碳纳米复合材料电极(7)示意图。
图9是圆柱形低频电源系统(2)圆柱体形外壳(20)俯视图。
图10是圆柱形低频电源系统(2)圆柱体形外壳(20)仰视图。
五、具体实施方式
场效应空间净化装置是由球形场效应系统(1)和圆柱形低频电源系统(2)构成；球形场效应系统(1)安装在圆柱形低频电源系统(2)顶端；球形场效应系统(1)由球形外壳(3)、及安装在球形外壳(3)内部的圆柱形紫外灯(4)和空心圆柱体形并联电极体(5)构成。
采用普通透明玻璃制作球形外壳(3)，即可以阻挡紫外光外泄，又可以接受外部光照，还具有高技术视觉感受，其侧面球体均匀分布的圆孔(22)使空心圆柱体形并联电极体(5)与球形外壳(3)外部空间联通为一体，利于泡沫镍表面的纳米复合材料产生等离子体电磁表面高能态电子疏密波和绕场辐射，并形成高能电子辐射，使辐射空间内空气中的水分子、微生物、粉尘、挥发性有机物、发生分解，生成CO2、H2O、活性自由基、大颗粒粉尘沉降及对环境有益的负离子。
圆柱形紫外灯(4)位于空心圆柱体形并联电极体(5)中线的空心中，利于圆环形泡沫镍基碳纳米复合材料电极(7)接受紫外光照射，产生等离子体电磁表面高能态电子疏密波。
空心圆柱体形并联电极体(5)由圆环形绝缘片(6)与圆环形泡沫镍基碳纳米复合材料电极(7)交替间隔叠装构成；圆环形绝缘片(6)采用聚四氟乙烯塑料制作，具有较好的绝缘性和抗氧化性；圆环形泡沫镍基碳纳米复合材料电极(7)是由泡沫镍和采用高频等离子体化学气相沉积含氢DLC(类金刚石薄膜)方法，通过调整生成类金刚石膜SP3键及SP2键比例，在泡沫镍表面生成一层纳米级的、掺杂着碳原子同素异形体复合物(如石墨烯、石墨炔、碳纳米管、富勒烯及金刚石等)的石墨烯薄膜纳米复合材料共同制作。
采用金属铜制作长方体形偶数导电条(8)与长方体形奇数导电条(9)，分别安装在空心圆柱体形并联电极体(5)对应侧面；长方体形偶数导电条(8)通过焊接点(10)与偶数排列的圆环形泡沫镍基碳纳米复合材料电极(7)联通，长方体形奇数导电条(9)通过焊接点(10)与奇数排列的圆环形泡沫镍基碳纳米复合材料电极(7)联通，使空心圆柱体形并联电极体(5)构成并联连接的电容器。正方体形低频电源发生器(15)向该电容器输入低频电压，空心圆柱体形并联电极体(5)产生震荡电磁场，可以提高场发射能量。
圆柱形低频电源系统(2)由塑料制作的圆柱体形外壳(20)及安装在圆柱体形外壳(20)内部的正方体形低频电源发生器(15)、具有按钮(13)的长方体形电源开关(17)、及位于圆柱形低频电源系统(2)底面的外接电源插头(14)构成。
长方体形偶数导电条(8)底部和长方体形奇数导电条(9)底部，分别由位于圆柱形低频电源系统(2)顶端的长方形插口(11)进入圆柱体形外壳(20)内部，通过低频电源导线(16)，分别与正方体形低频电源发生器(15)的输出端联通；圆柱形紫外灯(4)底部由位于圆柱形低频电源系统(2)顶端中心的圆形孔(12)进入圆柱体形外壳(20)内部，通过电源导线(18)，与长方体形电源开关(17)输出端接通；长方体形电源开关(17)通过电源导线(19)，与正方体形低频电源发生器(15)输入端接通；外接电源插头(14)通过电源导线(21)与长方体形电源开关(17)接通。
外接电源插头(14)与外部电源接通状态下，按下长方体形电源开关(17)，圆柱形紫外灯(4)与正方体形低频电源发生器(15)同时启动球形场效应系统(1)进入运行模式。
场效应空间净化装置不受安装位置限制，可以安装在房间天花板、墙壁或地面。