一种离子场催化净化装置的制作方法

本实用新型涉及空气净化、异味消除与食品保鲜技术领域，更具体的，涉及一种一种离子场催化净化装置。

背景技术：

在空气净化、异味消除和食品保鲜领域中，对于VOCs和异味气体分子消除技术在现代生活中有很广泛的需求，不论是在化工场所、厕所、垃圾站，还是食物储藏室、餐厅等公共场所，或者是冰箱、冷柜、消毒柜等家用电器中，都常常会应用到VOCs消除、除异味或杀菌保鲜的装置，且对于有机气体消除、除臭和杀菌保鲜三者通常有共同的需求，例如，在冰箱中，主要依靠低温实现食物保鲜，由于在低温环境下仍然有多种细菌存在，在长时间使用过程中仍然要面对食物腐败变质的困扰，以及随之而来的冰箱异味问题，是冰箱行业每年投诉量最大的难题。

在现行空气净化技术中，VOCs消除和除臭功能可通过物理吸附、化学反应或低温等离子体净化等手段实现。例如，活性炭可广泛吸附多种有机物气体分子，实现VOCs消除的效果，同时还可达到除臭的目的，然而在达到使用寿命后必须更换，特别是在高湿、低温的环境中，活性炭的使用寿命会大幅度缩短。化学反应消除VOCs或除臭可通过燃烧催化剂、吸收剂等材料实现，然而催化剂通常需要加热，不适用于冰箱、小型密闭空间等对温度比较敏感的场所，吸收剂也面临长期使用需要更换的问题。低温等离子体能够有效的消除VOCs并且杀菌除臭，然而等离子体通常需要施加很高的电压，面临高能耗和大体积的问题，且产生的大量臭氧本身是一种污染气体，长时间存在会对周围环境和人员造成危害。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型要解决的问题在于解决现有技术的不足，提供一种同时具备VOCs消除能力、高效除臭能力和杀菌保鲜能力的离子场催化净化装置。

实现本实用新型的技术方案如下：

一种离子场催化净化装置，包括高压电源、离子场催化剂及分置于离子场催化剂两侧的一对电极，所述高压电源与一对电极相连；所述离子场催化剂以多孔材料为载体，表面涂覆有半导体氧化物复合涂层，在高压电场中能够被激发从而产生大量活性成分。

进一步地，本实用新型所述离子场催化剂表面涂覆的半导体氧化物复合涂层中含有氧化钛、氧化锌、氧化铝、氧化硅中的一种或多种组分，并可同时还含有氧化镧、氧化铈、氧化锆、氧化银、氧化锰、氧化铜、氧化钴、氧化镍、氧化铁或贵金属铂/钯/金/铑中的一种或多种活性组分。

进一步地，本实用新型所述离子场催化剂的载体为多孔蜂窝陶瓷，蜂窝孔道方向与两电极平面方向垂直。

进一步地，本实用新型所述一对电极为金属丝线、金属网或多孔金属板结构，两电极平行于离子场催化剂，电极保持平整的同时能够实现空气的流通。

进一步地，本实用新型所述一对电极与离子场催化剂的间距为0～5mm。

进一步地，本实用新型所述高压电源为正负高压，两电极间的电势差范围为500V到5kV。

进一步地，本实用新型还包括风机系统和装置外壳，所述离子场催化剂、一对电极及风机系统分别安装于装置外壳内。

有益效果

第一，本实用新型离子场催化净化装置，高压电源驱动电极放电，电极激发离子场催化剂表面涂层从而产生含有大量活性成分，与传统离子场通过电离空气产生含有活性成分的离子场相比，本装置激发的对象为离子场催化剂，产生活性成分所需电压小，产生的臭氧少且可控。当含有VOCs或异味气体分子的空气循环通过该离子场区域时，离子场中的活性成分或高能电子与有机气体分子碰撞，破坏其化学键，最终使有机物分子被降解净化，释放出无害无异味的空气，并且携带微量的臭氧、负离子和多种自由基，对周围环境起到杀菌保鲜的效果。

第二，在本实用新型离子场催化净化装置中，风机系统带动周围环境中的空气经过离子场，能够有效的消除环境中的VOCs和甲硫醇、三甲胺等臭味气体，同时释放低浓度的自由基等活性成分，随气流循环至内环境中的各个角落，起到杀菌保鲜的作用。

第三，本实用新型离子场催化净化装置，既可应用于化工场所，也可应用于厕所、垃圾站、食品储藏室或餐厅等异味气体场所，且由于其不受低温环境影响，还可应用于冰箱、冷柜、冷藏室等低温储藏环境中。

附图说明

图1是实施例一离子场催化净化装置的剖面示意图；

图2是实施例二离子场催化净化装置立体图；

图3是实施例三离子场催化净化装置的示意图；

图4是实施例四离子场催化净化装置的示意图；

图5是实施例五离子场催化净化装置的示意图；

其中，1-电极，2-离子场催化剂，3-高压电源，4-电极，5-导线，6-装置壳体，6-1装置外壳下表面，6-2装置外壳上表面，7-风机系统，8-方台，9-外壳。

具体实施方式

下面结合附图和具体实例，对本实用新型做进一步的详细说明。

实施例一：

本实例提供一种离子场催化净化装置，图1为离子场催化净化装置的剖面示意图，包括一对电极1,4、离子场催化剂2、高压电源3及导线5，所述高压电源3正负高压端分别与一对电极1,4相连，所述离子场催化剂置于一对电极1,4之间；所述离子场催化剂以多孔材料为载体，表面涂覆有半导体氧化物复合涂层，在离子场催化剂在表面施加高电压后能够被激发，产生大量活性成分；或在高压电场内也能够被部分激发。在不通电状态下处于非激发态，无反应活性。

本装置在载体表面涂覆含半导体氧化物的复合涂层作为离子场催化剂，当高压电源启动后，两电极分别带上了正负高压，两电极间产生高压电场，激发内部的离子场催化剂，产生大量活性成分，创造出具有净化效果的离子场区域，当含挥发性有机物分子或异味气体分子的空气经由蜂窝孔通过该区域时，在离子场区域中被分解，起到净化减害，消除异味的作用。

本实例中，较佳选取离子场催化剂表面涂覆的半导体氧化物复合涂层中含有氧化钛、氧化锌、氧化铝、氧化硅中的一种或多种组分，并可同时还含有氧化镧、氧化铈、氧化锆、氧化银、氧化锰、氧化铜、氧化钴、氧化镍、氧化铁或贵金属铂/钯/金/铑中的一种或多种活性组分。

本实例中，离子场催化剂2的载体较佳选取为多孔蜂窝陶瓷，蜂窝孔道方向与两电极平面方向垂直，一对电极为金属丝线、金属网或多孔金属板结构，电极与多孔蜂窝陶瓷保持平整，使空气能够穿过电极和多孔蜂窝陶瓷自由流通。

本实例中一对电极与离子场催化剂的间距较佳为0～5mm。

本实例中高压电源为正负高压，两电极间的电势差范围为500V到5kV。

实施例二：

本实例进一步公开一种离子场催化净化装置，如图2所示，负高压电极1为金属丝线状电极，材质可以是钨丝、钼丝或不锈钢丝等。另一电极4可以为接地电极，也可以为对应的正高压电极，形状为金属板网。离子场催化剂2为多孔的蜂窝状结构，其为在多孔蜂窝陶瓷沿厚度的方向上涂覆半导体氧化物复合涂层，主要成分为氧化铝和氧化钛，并可同时含有氧化铈、氧化镧、氧化银、氧化锆、氧化锰、氧化铜、氧化钴、氧化镍、氧化铁或贵金属铂/钯/金/铑中的一种或多种活性组分。电极1和电极4的间距等于或略大于离子场催化剂2的厚度，离子场催化剂2夹在两电极之间，可与两电极同时接触，或者与低压电极和高压电极的其中之一接触而与另一个不接触，或者与高压、低压两极均不接触。高压电源可以是直流输出、交流输出、脉冲输出，交流输出频率20Hz～100kHz，脉冲输出的频率范围1～40kHz。

当电源启动后，离子场开始工作，两极之间产生高压电场，在金属丝、金属网和离子场催化剂2表面产生大量的反应位点，生成大量高能活性成分，与该区域内的气体分子碰撞反应，消除异味气体，同时生成臭氧、负离子、自由基等活性物质，进一步消除异味气体。并且涂覆催化剂的多孔蜂窝陶瓷还具有催化臭氧分解，降低出口臭氧的浓度的作用。

实施例三

本实例进一步公开一种离子场催化净化装置，如图3所示，在上述实施例一或二的基础上，还包括风机系统和装置外壳，采用直径匹配的风机正向通风的模式，空气由风机吹出，依次通过电极、离子场催化剂、电极；所述装置外壳的上下内表面设置有平行的凹槽，电极、离子场催化剂、电极依次安装在装置外壳的凹槽内，外壳外表面设置有凸起的方台，该方台内用于安装高压电源，通过灌封环氧树脂或硅橡胶将高压电源固定在方台内部，保证高压电源的绝缘。装置外壳的进、出风口安装有绝缘的塑料框，将各部分罩在整个装置的外壳内，确保整个装置的安全性。

实施例四：

本实例进一步公开一种离子场催化净化装置，如图4所示，基于四个实施例一或二公开的净化装置，将四个实施例一或二所公开的净化装置分别分装在壳体中，且封装后采用周向环绕分布的模式，本实施例中该装置还包括风机系统和装置外壳，该装置采用直径匹配的离心风机横向通风，空气由装置下方吸入，经过风机横向吹出，依次通过四方环绕的电极、离子场催化剂、电极。所述装置外壳外表面设置有空心方台，该方台内安装有高压电源，通过灌封环氧树脂或硅橡胶将高压电源固定在方台内部，保证高压电源的绝缘。装置外壳的进、出风口安装有绝缘的塑料框，确保整个装置的安全性。

实施例五：

本实例进一步公开一种离子场催化净化装置，如图5所示，基于六个实施例一或二所公开的净化装置，将六个实施例一或二所公开的净化装置分别分装在壳体中，且封装后采用周向环绕分布的模式，本实例中该装置还包括风机系统和装置外壳。该装置采用直径匹配的离心风机横向通风，空气由装置上方吸入，经过风机横向吹出，依次通过六方环绕的电极、离子场催化剂、电极。所述装置外壳外表面设置有空心方台，该方台内安装有高压电源，通过灌封环氧树脂或硅橡胶将高压电源固定在方台内部，保证高压电源的绝缘。装置外壳的进、出风口安装有绝缘的塑料框，确保整个装置的安全性。

本装置适用于在化工厂、污水处理站、垃圾处理站等场所，还适用于厕所、食物储藏室、餐厅等公共场所，或者是冰箱、冷柜、消毒柜等家用电器中，还可以根据实际情况选择多组离子场发生器合理排布使用，线性提高离子场净化除臭保鲜装置的净化和除臭能力。

一种离子场催化净化方法，具体过程为：在分置于离子场催化剂两侧的一对电极高压，一对电极产生的电场激发离子场催化剂表面的复合涂层，产生含有大量活性成分的离子场，高效降解催化剂表面的有害气体和异味气体分子。

显然，上述公开的实施例仅仅是为了清晰说明本实用新型所列举的案例，对于本领域的专业技术人员，在上述说明的基础上还可做出多种不同形式的变化。因此，本实用新型并不局限于本文所述的实施例，凡应用本实用新型所公开的原理和新颖特点达到本实用新型的技术效果，都应属于本实用新型的保护范围。