光觸媒技術(shù)在汽車空調(diào)上的應(yīng)用

喬軒章

摘要：為了達(dá)到高效凈化車內(nèi)空氣的目的，利用二氧化鈦光觸媒的光催化作用、通過改造車內(nèi)風(fēng)道和結(jié)構(gòu)使車載空調(diào)具有凈化空氣能力強(qiáng)、效果持久穩(wěn)定、無二次公害和維持費(fèi)用低、操作簡便、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn).細(xì)菌的去除效率在90.9%以上，甲醛去除效率為79.3%，對(duì)車內(nèi)自然菌去除率為86.5%，在汽車內(nèi)環(huán)境污染治理領(lǐng)域具有潛在的市場前景。

隨著近年來 "非典"、"軍團(tuán)病"等疫情的發(fā)生，越來越多的人對(duì)車內(nèi)環(huán)境的生物潔凈度與危險(xiǎn)化學(xué)物質(zhì)的濃度提出了相當(dāng)迫切要求。然而，傳統(tǒng)的凈化方法主要集中在：噴藥、過濾、紫外線殺菌，臭氧殺菌等。但這些方法應(yīng)用到交通工具上時(shí)都有一定的局限性.如噴藥對(duì)人體的損害；過濾容易造成二次污染；紫外線與臭氧不能做到人機(jī)同室。鑒于此，光催化殺菌的技術(shù)逐漸出現(xiàn)在了人們的視野之中.以其常溫、穩(wěn)定、凈化徹底和廣普性等特點(diǎn)備受青睞。

一. 光觸媒概念

光觸媒是一定能級(jí)的光（紫外光）參與下發(fā)生的氧化反應(yīng)。1972年，人們?cè)趎一型半導(dǎo)體TiO2電極上發(fā)現(xiàn)了水的光電催化分解作用，從而拉開了光觸媒研究的大幕，到了近幾年，因?yàn)楣庥|媒技術(shù)在凈化有機(jī)污染物方面的優(yōu)越表現(xiàn)，使得光觸媒應(yīng)用達(dá)到了一個(gè)新的領(lǐng)域。

TiO2作為一種光觸媒，在其能量小于光的能級(jí)時(shí)會(huì)產(chǎn)生電子飛躍，形成具有氧化能力的空穴/電子對(duì)或稱之為氫氧自由基（-OH），將有機(jī)物氧化為H2O和 CO2，從而起到消除污染的作用，由于細(xì)菌和病毒也都為有機(jī)微生物，故也能將之徹底殺滅。且光觸媒二氧化鈦納米涂層在一定能級(jí)的光（紫外光）的作用下具很強(qiáng)的親水性，從而使過濾網(wǎng)涂層表面始終保持清潔，避免了在汽車空調(diào)重啟時(shí)帶來的二次污染。

二.光觸媒的作用

1.殺菌功能。

利用強(qiáng)大的氧化作用，快速高效的殺滅各種病毒與細(xì)菌，對(duì)于一些具有抗藥性的病毒微生物也可以殺滅，且不會(huì)造成抗藥性的增強(qiáng)。

2.除臭功能。

通過對(duì)致腐微生物強(qiáng)力的氧化殺滅，來消除臭味根源，使光觸媒的除臭功能更加持久有效。

3.凈化空氣功能。

通過光觸媒的氧化分解作用消除空氣中的甲醛、氨、苯及其它有機(jī)物，使之變?yōu)镃O2和H2O。對(duì)大氣污染物中的CO、NO、SO2和碳?xì)浠衔镆捕寄芨咝コ?。另外，在消除過程中還能釋放氧負(fù)離子，提供一個(gè)真正潔凈的車內(nèi)環(huán)境。

4.親水防污功能。

光觸媒涂膜由于富有羥基（-OH基），具有非常高的親水性。因?yàn)槲廴疚镏阅芾喂痰仞じ皆谖矬w表面，其粘結(jié)力來源于有機(jī)物。而光催化能無選擇性地降解有機(jī)物，所以它能有效破壞其粘結(jié)力。失去粘結(jié)力污染物無法黏附在物體表面。

5.防紫外線功能。

由于紫外線具有較高的能級(jí)，因此二氧化鈦光觸媒可將其吸收，避免涂面免遭紫外線的老化作用，大大延長被涂面的使用壽命。

三、光觸媒技術(shù)在汽車空調(diào)上的應(yīng)用

在汽車空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域中，傳統(tǒng)的出風(fēng)口沒有凈化裝置，最多自帶過濾網(wǎng)過濾，對(duì)車內(nèi)空氣只能起到簡單的過濾作用且容易造成二次污染。由于在車內(nèi)大量的采用塑料、膠類等材料，也使得車內(nèi)的有害物質(zhì)變多。去除這些有害物質(zhì)也變得尤為迫切。故將二氧化鈦光觸媒過濾網(wǎng)替換原過濾網(wǎng)，再起前段加設(shè)光觸媒照射燈，如下圖：

1-二氧化鈦光觸媒網(wǎng) 2-安裝槽3 光觸媒照射燈。

回風(fēng)經(jīng)過“導(dǎo)流回旋風(fēng)道”降低風(fēng)速到達(dá)光觸媒過濾網(wǎng)，經(jīng)過光觸媒過濾網(wǎng)、光觸媒燈的照射、經(jīng)過回風(fēng)箱、由電機(jī)輸送到表冷器、通過表冷器的冷卻（加熱），空調(diào)的送風(fēng)口送入車內(nèi)，送風(fēng)通過表冷器的處理使送風(fēng)的溫濕度達(dá)到要求，同時(shí)通過光觸媒裝置對(duì)空氣殺菌功能、除臭功能、凈化功能，對(duì)裝修材料釋放的甲醛、苯、氨及其它有機(jī)物有強(qiáng)大的氧化分解作用，使之變?yōu)镃O2和出H20。對(duì)大氣污染物CO，SO2，NO、碳?xì)浠衔镆捕寄芨咝コ?，從而徹底消除污染?/p>

四，凈化性能

光觸媒設(shè)備安裝成功后，隨機(jī)選擇一輛樣車，測定有害細(xì)菌總數(shù)和有害氣體的濃度，計(jì)算車內(nèi)的去除率，結(jié)果如下：

去除率=（初始質(zhì)量濃度-8h后質(zhì)量濃度）/初始質(zhì)量濃度×100%

1、去除有害物質(zhì)結(jié)果

五，結(jié)語

光觸媒在汽車空調(diào)上的應(yīng)用具有效果持久穩(wěn)定、無二次公害和維持費(fèi)用低、操作簡便、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn).細(xì)菌的去除效率在90.9%以上，甲醛去除效率為79.3%，對(duì)車內(nèi)自然菌去除率為86.5%在汽車內(nèi)環(huán)境污染治理領(lǐng)域具有潛在的市場前景。且裝置具有非常小的風(fēng)阻，對(duì)于已運(yùn)行系統(tǒng)得改造非常方便，不會(huì)增加此裝置而對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生其他不良影響。

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