Спосіб фотокаталітичного знезараження та очищення повітря від шкідливих газоподібних сполук, пилу

Реферат: Спосіб фотокаталітичного знезараження та очищення повітря від шкідливих газоподібних сполук, пилу полягає в попередньому очищенні повітря від пилу, подачі повітря в фотокаталітичний блок та його опромінення ультрафіолетовим випромінюванням. Повітря попередньо очищується від газоподібних сполук. Обробка газів проводиться ультрафіолетовим випромінюванням з довжиною хвиль, що дорівнює ширині забороненої зони напівпровідника в присутності зовнішнього електричного поля. UA 108560 U (12) UA 108560 U UA 108560 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Спосіб, що заявляється, належить до області знезараження повітря від вірусів, бактерій, грибків та очищення повітря від таких газоподібних сполук, як летучі органічні сполуки (ЛОС), поліароматичні вуглеводні, оксиди азоту та сірки, і може бути використаний у медичних закладах, закладах освіти та харчування, в житлово-господарському комплексі, при виробництві продуктів харчування, різних галузях промисловості та ін. Відомий спосіб знезараження та очищення повітря, який має на увазі попереднє очищення повітря від пилу в електричному полі електростатичного фільтра та подальшою фотокаталітичною обробкою повітря у діапазоні довжин хвиль від 320 до 400 нм, під впливом якої на поверхні фотокаталізатора утворюються гідроксили-радикали ОН, які вступають в хімічні реакції з шкідливими речовинами, продуктами яких є С2О і Н2О [1]. Недоліками цього способу є такі чинники: - використання електростатичного фільтра для попереднього очищення повітря від пилу може призвести до накопичування в ньому вірусів, бактерій та грибків; - при використанні фотокаталізатора при дії на нього ультрафіолетового опромінення утворюються вільні електрони та дірки, які є причиною хімічної активності фотокаталізаторів. Ці вільні електрони та дірки рекомбінують, що знижує активність фотокаталітичної дії знезаражувачів та очищувачів повітря. Найбільш близьким до способу, що заявляється, є спосіб знезараження та очищення повітря від пилу та шкідливих газоподібних сполук, який полягає в тому, що для дезінфекції повітря на один з електродів електростатичного фільтра наносять шар фотокаталізатора й обробляють його ультрафіолетовим випромінюванням у діапазоні довжин хвиль, рівному ширині забороненої зони фотокаталізатора. Під дією електричного поля шкідливі мікроорганізми притягаються до електрода електростатичного фільтра і одночасно застосовується ультрафіолетове випромінювання у діапазоні довжин хвиль, рівному ширині забороненої зони фотокаталізатора [2]. Недоліками зазначеного способу є таке. Не відбувається очищення повітря від шкідливих газоподібних сполук. Фотокаталізатор може забруднюватися пилом, який попередньо не видаляється з повітря, що призведе до зниження активності фотокаталізатора. В основу способу, що заявляється, поставлена задача забезпечення одночасного фотокаталітичного знезараження та очищення повітря від пилу та шкідливих газоподібних сполук з використанням ультрафіолетового випромінювання та підвищення ефективності очищення повітря за рахунок зменшення коефіцієнту рекомбінації вільних електронів та дірок. Зменшення коефіцієнту рекомбінації досягається за допомогою використання зовнішнього електричного поля, так як вільні електрони та дірки мають протилежні заряди та в зовнішньому електричному полі вони будуть розповсюджуватись у тілі фотокаталізатора в протилежних напрямках, і таким чином, коефіцієнт рекомбінації зменшується. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб фотокаталітичного знезараження та очищення повітря від шкідливих газоподібних сполук, пилу полягає в попередньому очищенні повітря від пилу, подачі повітря в фотокаталітичний блок та його опромінення ультрафіолетовим випромінюванням в присутності зовнішнього електричного поля. Повітря попередньо очищується від газоподібних сполук, а обробка газів проводиться ультрафіолетовим випромінюванням з довжиною хвиль, що дорівнює ширині забороненої зони напівпровідника в присутності зовнішнього електричного поля. Спосіб реалізується таким чином. Пил попередньо видаляється за допомогою НЕРАфільтра відповідного класу очищення. Після чого повітря поступає в фотокаталітичний блок, який розташовано в зовнішньому електричному полі. Фотокаталітичний блок являє собою пористий матеріал, на поверхню якого нанесено шар напівпровідникового фотокаталізатора, та який опромінюється ультрафіолетовим опромінюванням з довжиною хвилі, що відповідає ширині забороненої зони напівпровідникового фотокаталізатора. Попереднє видалення пилу потрібно для того, щоб уникнути забруднення поверхні фотокаталізатора, що призводить до зменшення активності фотокаталізатора, що в свою чергу призводить до зменшення ефективності знезараження та очищення повітря. Використання напівпровідникового фотокаталізатора з одночасним його опромінюванням ультрафіолетовим світлом з довжиною хвилі, що менша або дорівнює ширині забороненої зони напівпровідникового фотокаталізатора, призводить до того, що на поверхні фотокаталізатора утворюються вільні електрони та дірки, які при реагуванні з вологою, що міститься в повітрі, призводять до виникнення гідроксил-радикалів ОН. Гідроксил-радикали вступають в хімічні реакції зі шкідливими мікроорганізмами та газоподібними домішками, що існують в повітрі, при цьому відбувається нейтралізація цих шкідливих речовин. Радикали ОН відіграють першорядну роль у видаленні бактерій, вірусів, шкідливих газоподібних сполук. 1 UA 108560 U 5 10 15 20 25 Для підвищення активності фотокаталізатора потрібно зменшити коефіцієнт рекомбінації вільних електронів та дірок. Це досягається за рахунок того, що фотокаталізатор розташовано в зовнішньому електричному полі. При цьому вільні електрони та дірки рухаються в протилежних напрямках, і таким чином зменшується коефіцієнт їх рекомбінації. Таким чином, запропонований спосіб дозволяє проводити одночасне знезараження та очищення повітря та підвищити ефективність очищення повітря від пилу та шкідливих газоподібних сполук. Використання запропонованого способу забезпечує ступінь очищення знезараження від вірусів, бактерій, грибків складає близько 80 %, від пилу на рівні 90 %, від шкідливих газоподібних сполук на рівні від 40 % до 90 %, при цьому мікроорганізми не накопичуються, а розкладається на вуглекислий газ та воду. Джерела інформації: 1. Pat. No. CA 2711838. ІРС A61L 9/20, B01D 46/02, B01D 53/02, B01D 53/86. AIR CLEANER WITH PHOTO-CATALYTIC OXIDIZER / John R. Bohlen, Bozoo Wang; applicant ORECK HOLDINGS LLC. - App. № 2711838; filed 30.07.2010; pub. date 04.02.2011. 2. Pat. No. US 5993738. IPC A61L 9/18, B03C 3/016, B03C 3/60. ELECTROSTATIC PHOTOCATALYTIC AIR DISINFECTION / D. Yogi Goswani; applicant Universal Air Technology. App. № 09/078,286; filed 13.05.1998; pub. date 30.11.1999. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб фотокаталітичного знезараження та очищення повітря від шкідливих газоподібних сполук, пилу, який полягає в попередньому очищенні повітря від пилу, подачі повітря в фотокаталітичний блок та його опромінення ультрафіолетовим випромінюванням, який відрізняється тим, що повітря попередньо очищується від газоподібних сполук, а обробка газів проводиться ультрафіолетовим випромінюванням з довжиною хвиль, що дорівнює ширині забороненої зони напівпровідника в присутності зовнішнього електричного поля. Комп’ютерна верстка М. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2