[发明专利]具有UV净化的容器

说明书

提供了一种用于净化水的水容器(100)，所述水容器包括：开口(350b)，该开口被配置为接收水；容器主体(110)，该容器主体被布置为封闭所述水；以及净水单元，该净水单元被配置为净化所述水。该净水单元包括至少部分透明板(120)，该至少部分透明板在面向所述容器主体的第一侧(125a)上包括金属氧化物纳米颗粒(220)的涂层，其中，所述第一侧被配置为与所述水接触；以及紫外光模块(130)，该紫外光模块被配置为朝向所述至少部分透明板的第二侧(125b)辐射，使得来自所述紫外光模块的光至少部分地穿过所述至少部分透明板。进一步提供了一种用于净化水容器内的水的方法。

技术领域

本披露内容总体上涉及水净化系统的技术领域，并且更具体地涉及水容器内部的水净化系统。

背景技术

水净化是较大的领域，并且存在用来净化水的许多不同的解决方案。一种方法是通过金属氧化物纳米材料的光催化能力。当某些工程金属氧化物纳米材料在与水接触时暴露于紫外线辐射时，它们可以产生可能对水中的污染物生物(例如细菌)有害的自由基。具有这些特性的金属氧化物的一个示例是二氧化钛TiO2，在现有技术中已经进一步发现其有助于氰化物在水中的分解。光催化还可以用于分解空气中的污染物以提高空气质量，或者用于分解物体表面上的污染物。现有技术中使用大面积的TiO2以实现良好的光催化作用并获得纯净水。

现有技术中提出的解决方案包括用金属氧化物涂覆水容器的内部以提供光催化作用，以便通过使用照射在容器侧面的阳光将光催化作用初始化来净化水。

本领域需要不依赖于可用阳光的新的且可用性更高的水净化系统。

发明内容

发明人已经认识到，可以使用至少部分透明板来组合来自金属氧化物的光催化作用的净化特性和紫外光的净化特性。发明人进一步认识到，这样的布置可以易于装配到比如水瓶等较小容器中，从而确保对于小的有限空间的低成本解决方案。

在现有技术中有许多潜在的光催化剂，其中一种最有前途和最普遍的物质是TiO2纳米颗粒。由于反应性，纳米级颗粒可能比较大块的TiO2更优选，纳米颗粒将具有可以与紫外光反应的更大组合表面积。TiO2化学性质稳定，并且具有很强的破坏分子键的能力，从而引起降解。TiO2由于其丰富还相当便宜。

TiO2由于其是半导体而可以用作光催化剂。TiO2可以有不同的状态，例如不吸收任何可见光的锐钛矿型TiO2的纳米级或纳米颗粒。然而，它强烈吸收紫外光，从而导致羟基自由基的形成。当光致价键空穴(h⁺_vb)被捕获在TiO2表面导致形成不能将水氧化的被捕获空穴(h⁺_tr)时，就会发生这种情况，以下是可能发生的反应的示例：

TiO₂+hv→e^-+h⁺_vb

h⁺_vb→h⁺_tr

O₂+e^-→O₂^·-

O₂^·-+O₂^·-+2H⁺→H₂O₂+O₂

O₂^·-+h⁺_vb→O₂

O₂^·-+h⁺_tr→O₂