[发明专利]改进的空气净化系统和用于除去甲醛的方法

说明书

技术领域

本文公开内容一般而言涉及对空气中污染物的降低。更具体地，本文公开内容涉及使用改进的光催化性组合物来降低空气中的甲醛浓度的元件。

背景技术

光催化剂是降低空气中的甲醛等气体和其它污染物的浓度的有效手段。其是人们所期望的，因为甲醛气体被认为是室内空气综合征(sick-building syndrome)的要因。过去已经利用了多种手段来控制甲醛浓度，包括过滤器、氧化剂、热催化剂和光催化剂。

典型地，已从活性炭或沸石来制备过滤器，其通过物理捕获污染物以将其从空气中除去来发挥作用。采用过滤器的一个问题是随着它们的运转，过滤器必然将发生堵塞，丧失效力，并且必须被更换。

氧化物在其是耗材这点上也存在与过滤器类似的缺点；它们随着运转而消失，并且必须时常更换以保持其效力。

热催化剂在工业环境中用于甲醛的去除。此类催化剂的缺点在于为了有效运作而需要升温至远高于室温(20-25℃)的温度。这点限制了此类催化剂在通常的家庭环境中的实践应用。

上文述及的目前使用的技术的缺点表明人们需要更为有效的可见光谱的光催化剂。

发明内容

本文公开了使用可见光光催化剂、对CeO₂和/或MnO₂进行照射并且降低空气样品中的甲醛的方法。

一些实施方式包括除去和/或分解污染物(包括但不限于挥发性有机化合物和/或气体)的光催化元件，以及通过除去和/或分解空气中的污染物来净化空气的方法。这些实施方式包括光催化元件，所述光催化元件包含可见光光催化性的、且为吸附性的金属氧化物。在一些实施方式中，光催化元件包含可见光光催化性的、且为吸附性的金属氧化物；和发光元件，所述发光元件与样品和可见光光催化性的、且为吸附性的金属氧化物(例如铈氧化物或锰氧化物)以大约380nm至525nm的光具有光学联系。

所述实施方式包括下述元件，所述元件至少包含配置到基材上的可见光光催化性的、且为吸附性的材料，其用于当所述光催化元件被可见光谱照射且与污染物接触时、通过对污染物加以分解和/或氧化来有效降低空气中的污染物。就除去或分解挥发性有机化合物、无机化合物和/或气体水平(例如甲醛)而言，所述实施方式可以比以往使用的过滤器和组合物更为有效。

如本文中所述，在一些实施方式中，提供了用于除去或分解醛(例如甲醛)的方法。在其它一些实施方式中，所述方法可包括将样品与包含可见光光催化性的、且为吸附性的金属氧化物接触；以及将样品暴露给380nm至大约525nm之间的光。在一些实施方式中，光催化性的、且为吸附性的金属氧化物可选自铈氧化物和锰氧化物。在一些实施方式中，所述组合物包含催化性的、且为吸附性的金属氧化物，并且可以为至少70％的金属氧化物。

一些实施方式包括用于除去甲醛的方法，所述方法包括：将样品与包含下述可见光光催化剂的组合物接触；和将样品暴露给大约380nm至大约525nm之间的光，所述可见光光催化剂包含醛吸附性的金属氧化物，并且其中所述金属氧化物的金属具有23至80的原子序数。

一些实施方式包括用于从样品中除去甲醛的元件，所述元件包含：光催化元件和发光元件，所述光催化元件包含可见光光催化剂，所述可见光光催化剂包含醛吸附性的金属氧化物，其中所述金属氧化物的金属具有23至80的原子序数，其中所述发光元件与样品和铈氧化物以大约380nm至525nm的光具有光学联系。

一些实施方式包括用于从空气中除去醛的设备，所述设备包括与含有待除去的醛的空气以流体形式接触的光催化元件。

本文公开的实施方式中用于分解甲醛的元件可通过将光催化性组合物配置到基材上来形成。在一些实施方式中，光催化元件/组合物包含光催化剂，其中所述光催化剂可以是CeO₂。光催化剂包括作为暴露给光(例如紫外光或可见光)的结果而可活化或改变化学反应速率的任何材料。

附图简述

图1是光催化涂层的一种实施方式的示意图。

图2是实施例1的光催化剂组合物的甲醛分解的图。

图3是包含CeO₂的光催化剂组合物在18小时期间的CO₂生成/甲醛分解情况的图。

图4是在暴露给包含CeO₂的光催化剂组合物60分钟后的CO₂生成/甲醛分解情况的图。

具体实施方式