本發(fā)明涉及空氣凈化領(lǐng)域，特別涉及一種針-蜂窩狀多孔催化材料結(jié)構(gòu)的離子風(fēng)凈化裝置。

背景技術(shù)：

1、揮發(fā)性有機(jī)化合物(vocs)是室內(nèi)外空氣污染的主要成分之一，來源于工業(yè)廢氣、建筑材料、涂料及生活垃圾分解等。常見的vocs如甲苯、三甲胺(tma)等具有較強(qiáng)的毒性，長期暴露于vocs環(huán)境中會導(dǎo)致人體健康風(fēng)險，如呼吸道刺激、神經(jīng)系統(tǒng)損傷，甚至致癌。目前，vocs的主流處理方法包括活性炭吸附法、光催化氧化法等，活性炭吸附法通過物理吸附去除vocs，但存在易飽和、吸附容量有限等問題；光催化氧化法依賴催化劑在紫外光下產(chǎn)生的自由基分解vocs，但光利用率低且效率受限。

2、在放電極曲率半徑較高的條件下，電暈放電通常伴隨著光、熱、聲等物理現(xiàn)象，并且在電暈現(xiàn)象發(fā)生的特定區(qū)域附近，還有一種由電暈效應(yīng)所激發(fā)的空氣射流，通常被稱作離子風(fēng)(又稱電暈風(fēng))。現(xiàn)階段普遍認(rèn)為離子風(fēng)現(xiàn)象是由電暈產(chǎn)生的帶電粒子在電場作用下加速運動與空氣分子碰撞引起的。隨著對離子風(fēng)研究的不斷深入，其應(yīng)用領(lǐng)域得到了不斷拓展。

3、近年來，基于電暈放電的離子風(fēng)凈化技術(shù)由于其高效廣譜、安全節(jié)能等特性，被應(yīng)用于空氣凈化領(lǐng)域。該技術(shù)可以產(chǎn)生大量高能電子與活性粒子，其中，高能電子與vocs分子碰撞使其分解，活性粒子通過與vocs分子發(fā)生反應(yīng)使其降解。然而，當(dāng)下的離子風(fēng)凈化裝置在實際應(yīng)用中仍存在以下不足：現(xiàn)有離子風(fēng)凈化裝置在放電過程中會生成以臭氧(o3)為主的副產(chǎn)物，這些副產(chǎn)物不斷積累，造成二次污染；現(xiàn)有離子風(fēng)凈化裝置產(chǎn)生的離子風(fēng)速度較低，難以驅(qū)動氣體實現(xiàn)快速循環(huán)，限制了整體凈化效率。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種針-蜂窩狀多孔催化材料結(jié)構(gòu)的離子風(fēng)凈化裝置，旨在解決現(xiàn)有離子風(fēng)凈化裝置在離子風(fēng)風(fēng)速以及臭氧等副產(chǎn)物控制方面存在的不足。

2、為解決上述問題，本發(fā)明一方面提供了一種針-蜂窩狀多孔催化材料結(jié)構(gòu)的離子風(fēng)凈化裝置，包括電極基板、多個針電極和催化結(jié)構(gòu)；

3、所述多個針電極固定在所述電極基板上，所述多個針電極的針尖與所述催化結(jié)構(gòu)設(shè)有第一距離，所述電極基板與所述催化結(jié)構(gòu)之間連接有第一電源，所述電極基板與所述第一電源的負(fù)極連接，所述第一電源的正極與所述催化結(jié)構(gòu)靠近所述針電極的一端連接；

4、所述催化結(jié)構(gòu)具有多個第一貫穿孔，所述多個第一貫穿孔呈蜂窩狀排列，所述多個針電極朝向所述多個第一貫穿孔并與所述多個第一貫穿孔一一對應(yīng)設(shè)置。

5、優(yōu)選的，所述裝置還包括環(huán)形電極和電阻，所述環(huán)形電極位于所述針電極與所述催化結(jié)構(gòu)之間，所述環(huán)形電極與所述催化結(jié)構(gòu)設(shè)有第二距離，所述環(huán)形電極通過所述電阻與所述催化結(jié)構(gòu)連接；

6、所述環(huán)形電極具有多個第二貫穿孔，所述第二貫穿孔的圓心與所述第一貫穿孔的圓心共線。

7、優(yōu)選的，所述裝置還包括誘導(dǎo)電極和加速電極，所述誘導(dǎo)電極設(shè)置在所述催化結(jié)構(gòu)靠近所述針電極的一側(cè)，所述加速電極設(shè)置在所述催化結(jié)構(gòu)的另一側(cè)；

8、所述誘導(dǎo)電極具有多個第三貫穿孔，所述加速電極具有多個第四貫穿孔，所述第一貫穿孔的圓心、所述第二貫穿孔的圓心、第三貫穿孔的圓心和所述第四貫穿孔的圓心共線。

9、優(yōu)選的，所述誘導(dǎo)電極與所述加速電極連接有第二電源，所述誘導(dǎo)電極與所述第二電源的負(fù)極連接，所述加速電極與所述第二電源的正極連接，所述第二電源用于加速離子風(fēng)在所述催化結(jié)構(gòu)中的流動。

10、優(yōu)選的，所述第一貫穿孔、所述第二貫穿孔、所述第三貫穿孔和所述第四貫穿孔的形狀和尺寸相同。

11、優(yōu)選的，所述電極基板具有多個第五貫穿孔，所述針電極與所述第五貫穿孔交錯布置。

12、優(yōu)選的，所述催化結(jié)構(gòu)負(fù)載有催化劑，所述催化劑包括過渡金屬氧化物催化劑。

13、優(yōu)選的，所述裝置還包括加熱單元，所述加熱單元用于加熱所述催化結(jié)構(gòu)。

14、本發(fā)明的另一方面提供了一種針-蜂窩狀多孔催化結(jié)構(gòu)的離子風(fēng)凈化串聯(lián)裝置，包括多個離子風(fēng)凈化裝置，所述多個離子風(fēng)凈化裝置串聯(lián)連接。

15、優(yōu)選的，每個所述催化結(jié)構(gòu)的多個所述第一貫穿孔一一對應(yīng)且圓心共線設(shè)置。

16、通過這樣的設(shè)置，在催化結(jié)構(gòu)為金屬材料時，直接將催化結(jié)構(gòu)與第一電源的正極連接，與第一電源負(fù)極連接的電極基板形成電場，通過設(shè)置針電極，產(chǎn)生離子風(fēng)，在離子風(fēng)產(chǎn)生過程中不可避免地產(chǎn)生臭氧等有害副產(chǎn)物，利用催化結(jié)構(gòu)對有害副產(chǎn)物進(jìn)行分解，從而實現(xiàn)離子風(fēng)的凈化。另外，將催化結(jié)構(gòu)設(shè)置成蜂窩狀多孔結(jié)構(gòu)，加速了氣流的流動，增大了離子風(fēng)的風(fēng)速，同時能夠有效提升離子風(fēng)與催化結(jié)構(gòu)的接觸面積，提升了凈化效率。

技術(shù)特征：

1.一種針-蜂窩狀多孔催化材料結(jié)構(gòu)的離子風(fēng)凈化裝置，其特征在于，所述裝置包括電極基板(300)、多個針電極(400)和催化結(jié)構(gòu)(200)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括環(huán)形電極(101)和電阻(102)，所述環(huán)形電極(101)位于所述針電極(400)與所述催化結(jié)構(gòu)(200)之間，所述環(huán)形電極(101)與所述催化結(jié)構(gòu)(200)設(shè)有第二距離，所述環(huán)形電極(101)通過所述電阻(102)與所述催化結(jié)構(gòu)(200)連接；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括誘導(dǎo)電極(100)和加速電極(201)，所述誘導(dǎo)電極(100)設(shè)置在所述催化結(jié)構(gòu)(200)靠近所述針電極(400)的一側(cè)，所述加速電極(201)設(shè)置在所述催化結(jié)構(gòu)(200)的另一側(cè)；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述誘導(dǎo)電極(100)與所述加速電極(201)連接有第二電源，所述誘導(dǎo)電極(100)與所述第二電源的負(fù)極連接，所述加速電極(201)與所述第二電源的正極連接，所述第二電源用于加速離子風(fēng)在所述催化結(jié)構(gòu)(200)中的流動。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述第一貫穿孔、所述第二貫穿孔、所述第三貫穿孔和所述第四貫穿孔的形狀和尺寸相同。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述電極基板(300)具有多個第五貫穿孔，所述針電極(400)與所述第五貫穿孔交錯布置。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述催化結(jié)構(gòu)(200)負(fù)載有催化劑，所述催化劑包括過渡金屬氧化物催化劑。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括加熱單元，所述加熱單元用于加熱所述催化結(jié)構(gòu)(200)。

9.一種針-蜂窩狀多孔催化材料結(jié)構(gòu)的離子風(fēng)凈化串聯(lián)裝置，其特征在于，所述串聯(lián)裝置包括多個離子風(fēng)凈化裝置，所述多個離子風(fēng)凈化裝置串聯(lián)連接。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，每個所述催化結(jié)構(gòu)(200)的多個所述第一貫穿孔一一對應(yīng)且圓心共線設(shè)置。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種針?蜂窩狀多孔催化材料結(jié)構(gòu)的離子風(fēng)凈化裝置，旨在解決現(xiàn)有離子風(fēng)凈化裝置在離子風(fēng)風(fēng)速以及臭氧等副產(chǎn)物控制方面存在的不足。裝置包括電極基板、多個針電極和催化結(jié)構(gòu)；多個針電極固定在電極基板上，多個針電極的針尖與催化結(jié)構(gòu)設(shè)有第一距離，電極基板與催化結(jié)構(gòu)之間連接有第一電源；催化結(jié)構(gòu)具有多個第一貫穿孔，多個第一貫穿孔呈蜂窩狀排列，多個針電極朝向多個第一貫穿孔并與多個第一貫穿孔一一對應(yīng)設(shè)置。利用催化結(jié)構(gòu)對有害副產(chǎn)物進(jìn)行分解，實現(xiàn)離子風(fēng)的凈化。將催化結(jié)構(gòu)設(shè)置成蜂窩狀多孔結(jié)構(gòu)，增大了離子風(fēng)的風(fēng)速，提升了凈化效率。

技術(shù)研發(fā)人員：王子豐,何雨潔,王子碩,劉定新,張鵬飛,張基珅,榮命哲
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西安交通大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/28