基本信息
- 项目名称：
- 清风系列新型室内空气处理器
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 系列空气处理器的处理芯由起富集作用的活性炭饼骨架构成，铜铈催化剂和其他活性组分均匀的分散于活性炭颗粒蜂窝孔道的内表面。当对处理芯加热时，富集的污染物被释放的同时活性炭饼得到清洁，催化剂也在最适宜温度下氧化分解污染物。 其优点在于：有效氧化降解室内有害气体，避免二次污染；原料经济环保，成本低廉；空气处理芯无需频繁更换，使用寿命长；产品可根据不同顾客群的不同需求进行差异化的设计。
- 详细介绍：
- 系列新型室内空气处理器，分为装饰型车载空气处理器、装饰型家用空气净化器和暖风型空气处理器，主要设计思路如下： 装饰型车载空气处理器电源取自汽车电源的USB插孔，造型酷似时下流行的光动摇摆汽车饰品，小巧玲珑，美观大方。它采用活性炭吸附技术。当活性炭饼接近吸附饱和时，取出置于外置加热器中加热（使用家用220V电源）使其净化而继续使用。 装饰型家用空气净化器电源采用普通家用电源。处理器在风机与过滤块之间有一可控发热电阻丝，机体自带活性炭饼加热循环装置。风机启动后，空气自进风口向出风口流动，依次经过致密无纺布过滤网（初级过滤拦截较大的颗粒物）、风机、过滤饼、空气清新装置，脱除灰尘、高效吸附有害气体、消除异味。 暖风型空气处理器，为一种室内取暖，同时能对室内空气进行除尘、净化、杀菌和消毒的设备。处理器工作时，在滚筒式风机的作用下，室内空气由上部栅状入风口进入，经颗粒过滤网，除去大颗粒的灰尘和杂质，再经陶瓷加热器加热，对空气进行加热杀菌和消毒，然后热风通过含有高效催化剂的空气净化块，除去一氧化碳和甲醛等有毒有害物质，最后，净化后的空气经下部出风口送入室内。其中，加热部分设有温度传感器，装置的加热温度和风速均可通过控制面板进行设置，并可根据实际需求，在颗粒物过滤网后加装高效过滤膜。本产品能有效地净化室内空气，同时可作为冬季室内取暖器使用。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 1、作品设计的目的： 本系列空气净化器发明目的在于提供一种符合绿色环保、不产生二次污染、节约能源、高效率、使用周期长的装饰型与家用暖风型室内空气处理器。 2、设计思路与创新点： 本系列产品的空气处理芯以活性炭为骨架，压制成蜂窝状圆饼或长方片，然后在蜂窝孔道内表面涂抹二氧化铈基催化剂。在活性炭达到吸附饱和时，通过加热使其活化再生，一方面，高温有利于被活性炭吸附的污染物释放出来，另外一方面，一些挥发性的污染物气体和有毒气体，如甲醛等，一氧化碳等，经催化剂作用，被氧化成水和二氧化碳，活性炭吸附剂得到净化，可以继续净化室内空气，活性炭饼长期工作而不会失活，也不用频繁的更换，符合当今节能环保的大趋势。
科学性、先进性
- 产品最核心的技术是最近开发出的一种新型催化剂，即过渡金属修饰的铜铈催化剂。氧化铈是面心立方晶体结构，四价金属离子被等价态的8个氧离子包围，若用二价或者三价金属离子修饰氧化铈，取代四价的铈离子，便会产生氧空穴，因此修饰氧化物具有高浓度的氧空穴和高空穴流动性。可有效催化空气中小分子有害物质氧化，例如一氧化碳在氧化铈上反应机理被认为是一种晶格氧和氧空穴参与的氧化还原反应，所以金属修饰能够铜铈催化剂催化性能。以活性炭作富集装置，将这种具有高活性和稳定性的催化剂和其他活性组分均匀的分散于高效活性炭层中，以适应室内空气污染物种类多而浓度低这样的特点。 本系列作品提供了一种集成了灰尘脱除、灭菌和室内易挥发性有害气体消除等功能的系列室内空气处理器。其特征在于：过渡金属修饰的铜铈催化剂能在60℃条件下，有效氧化降解室内有害气体；活性炭取自废木屑等，经济环保，成本低廉，同时经过特殊处理后的活性炭无需频繁更换，使用寿命长。产品外观设计多样化，可根据不同顾客群的不同需求进行差异化的设计。
获奖情况及鉴定结果
- （1）暖风型室内空气处理器已申请实用新型专利。 申请号：201020572292.3 （2）装饰型车载（家用）空气处理器已申请实用新型专利。 申请号：201120049968.5
作品所处阶段
- 中试阶段
技术转让方式
- 专利购买或技术参股
作品可展示的形式
- 模型、图纸、磁盘、视屏、图片
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 1、技术特点及适用范围： 装饰型车载空气处理器可作为车内装饰品，装置简单，实用美观。产品主要采用高性能活性炭作为主要吸附剂，吸附量比普通产品的吸附量大。 装饰型家用空气处理器采用活性炭吸附、催化剂有效氧化降解室内有害气体双重效果，可以相互弥补单纯活性炭吸附和单纯催化剂氧化降解各自的不足之处。家用暖风型空气处理器通过高性能活性炭，以及催化剂作用，加上暖风机内部的控温系统，进入暖风机的空气在加热的同时被净化。 2 、推广前景及市场分析 市场空缺、价格优势、技术优势为本产品占据市场的三大制胜法宝。根据有关部门统计，仅以城市家庭空气净化器普及率为10-30%计，市场年需求量将达到1000--3000万台，另外以每年城市家庭以普及率3-5%计，即年需求量为300-500万台。装饰型空气处理器平均定价为100元,暖风型空气处理器平均定价1000元。低于目前市场的相同型号的产品价格，而且，还有一定的降价空间。产品还会根据客户的要求，调整产品的结构，以满足不同客户群的个性要求。
同类课题研究水平概述
- 1、对铈基催化剂催化氧化有关课题的研究现状： 目前,有关氧化铈基催化材料的催化研究中，主要的工作是研究铈基催化材料在三效催化剂、烟道气的处理以及催化剂的表征等，对铈基催化材料的催化机理研究较少。查询有关实验组的研究结果，他们利用密度泛函理论系统研究了CeO2(111)、(110)与(100)表面的稳定性，结果表明以桥氧为终端的(111)面最稳定，(110)表面次之。通过计算O2分子在CeO2表面的吸附行为，发现在洁净的(111)与(110)面，O2分子吸附在热力学上不稳定；而当表面存在氧空位时，O2分子发生强化学吸附，同时O-O键被活化，形成具有较高催化活性的氧物种(O2/OV)；利用密度泛函理论及过渡态理论系统研究了不同表面氧物种存在时，甲醛在CeO2表面脱氢、氧化生成一氧化碳及一氧化碳2的反应活化能。结果表明，在洁净CeO2 (111)表面，甲醛脱氢活化能约为1.71 eV，远高于甲醛分子脱附能垒0.81eV，即甲醛在洁净表面难以氧化，与程序升温脱附实验结果相一致。O2分子与甲醛在CeO2表面的共吸附能较小，即从热力学角度来看，在CeO2表面O2分子与甲醛共吸附并发生氧化反应的可能性较小。当表面存在氧空位时，甲醛第一个脱氢活化能降低为1.30eV。而在(O2/OV)物种表面，甲醛第一个氢解离反应的能垒降为仅0.30eV，说明当表面存在氧空位时，O2分子吸附在氧空位上，可将吸附的甲醛氧化为一氧化碳、一氧化碳与H2O，O2/OV物种对甲醛催化氧化有着极为重要的作用；研究了一氧化碳在CeO2(111)与(110)表面的吸附与氧化反应行为，发现一氧化碳在(111)表面仅存在弱的物理吸附，而在(110)表面存在较强的化学吸附。说明氧空位、O2/OV物种在一氧化碳催化氧化反应中起着重要作用。 2、国内已面市空气处理器的发展状况： 目前国内外市场上常见的室内空气处理器有机械过滤式净化器、静电式净化器、多孔吸附处理器、负离子空气净化器、光催化剂处理器、低温等离子处理器，其或多或少都存在许多缺点。目前的室内空气处理器的发展趋势是：（1）集成多种污染物净化功能；（2）消除二次污染；（3）减少维护成本，避免处理“芯”的频繁更换。在空气净化装置中采用可再生、循环使用的新型高效催化剂，必将是未来很长一段时间的主流设计思路。
