[发明专利]一种光增强等离子体空气净化装置和方法

权利要求书

1.一种光增强等离子体空气净化装置，其特征在于，包括增强电极、集尘电极和光源组成，其中：

增强电极由电晕电极和电场电极组成，电晕电极夹在电场电极中间构成增强电极，增强电极与高压电源的高压输出端连接，并安装在两个集尘电极中间，增强电极组合了两重功能，I是由电晕电极发射电荷（电子或离子），电离和激发空气，并使尘埃带电；II是电场电极对集尘电极形成高压电场，使电荷（电子和离子）和带电尘埃加速向集尘电极运动；

集尘电极设置在增强电极两侧，并且，集尘电极表面与增强电极表面平行，集尘电极与高压电源的低压输出端连接；

光源设置在集尘电极的两端，光源发光面朝向集尘电极与增强电极之间的区域，光源发出的光线同时投射到电极之间的等离子体放电区域和气流离开等离子体放电区之后的等离子体尾流区域。

2.根据权利要求1所述的一种光增强等离子体空气净化装置，其特征在于，所述的电晕电极是导电纤维制成，如碳纤维、导电氧化物纤维、金属丝网。

3.根据权利要求1所述的一种光增强等离子体空气净化装置，其特征在于，所述的夹在电场电极中间的电晕电极至少有一侧边缘从电场电极中间向外突出。

4.根据权利要求1所述的一种光增强等离子体空气净化装置，其特征在于，所述的增强电极的电晕电极的边缘至集尘电极的距离大于电场电极至集尘电极的距离。

5.根据权利要求1所述的一种光增强等离子体空气净化装置，其特征在于，所述的增强电极的电场电极表面做过钝化和粗糙化处理，提高其表面电阻率，并降低其表面对尘埃的吸附力。

6.根据权利要求1所述的一种光增强等离子体空气净化装置，其特征在于，所述的集尘电极表面经过疏水处理，降低其表面对尘埃的吸附力，易于清洁。

7.根据权利要求1所述的一种光增强等离子体空气净化装置，其特征在于，所述的光源是半导体光源或者气体放电光源。

8.根据权利要求1所述的一种光增强等离子体空气净化装置，其特征在于，所述的光源的发射光谱在1.0-8.0eV之间。

9.一种光增强等离子体空气净化方法，其特征在于，包括光增强效应和电增强效应：

光增强效应：引入外部光源，比如半导体光源或者气体放电光源，利用外部光源发射的高强度光子来增强等离子体净化空气的效果；光子直接参与等离子体电离、激发气体分子和降解有机分子的过程，如参与氧分子和氧原子电离和激发、参与甲醛分子的分解，主要物理化学过程是光子、带电粒子（包括电子和离子）和中性粒子（包括激发态原子和分子、以及基态中性分子）之间的碰撞反应;并参与中性粒子（包括激发态原子和分子、以及基态中性分子）的退激发和分解过程，如臭氧分子和氮氧化物分子的分解，释放出高活性氧原子氧化TVOCs分子，即分解了TVOCs，又分解了臭氧分子和氮氧化物分子；光增强等离子体空气净化方法的原理是，利用光子能量叠加效应来增强等离子体对包括甲醛、TVOCs、臭氧和氮氧化物在内的有害物质的降解，即等离子体激发的带电粒子、激发态原子和分子的能量叠加上光子的能量，使低能电荷（电子和离子）叠加上光子能量后，便达到电离或者激发气体原子和分子的阈值，一方面提高了活化能，也提高了二次电子产率和等离子体电荷密度，另一方面也增大了电离、激发、分解和聚合的有效碰撞截面，增强了等离子体的反应活性，使等离子体对尘埃的荷电能力以及对甲醛、TVOCs的分解能力得到显著提高；

电增强效应：通过把电晕电极与电场电极组合成增强电极来增强集尘效果，并减少电晕放电有害副产物释放，其原理是利用电场电极部分屏蔽电晕电极的电场增益效应，方法是将电晕电极设置在电场电极的中间，电场电极比电晕电极距离集尘电极更近。

10.根据权利要求1所述的一种光增强等离子体空气净化方法，其特征在于，所述的光子投射在电极之间的等离子体放电区域和气流离开等离子体放电区之后的等离子体尾流区域。