环境净化装置和系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种环境净化装置和系统，该环境净化装置包括壳体、纳米抗菌单元、纳米发电单元，所述壳体用于容纳并保护纳米发电单元；所述纳米抗菌单元附着在所述壳体的外表面；以及所述纳米发电单元与所述纳米抗菌单元电连接，用于产生电荷以使在所述纳米抗菌单元上形成电场。本发明专利技术具有很好的杀菌效果，能够实现绿色无污染地、有效地净化环境，例如水体、空气等。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及污染物处理领域，具体地，涉及一种环境净化装置和系统。
技术介绍
近些年来，人们越来越关注环境污染问题。例如，水体生物污染是指致病微生物、寄生虫和某些昆虫等生物进入水体，或某些藻类大量繁殖，使水质恶化，直接或间接危害人类健康或影响渔业生产，甚至破坏整个河流的生态系统。举例来说，在自然界清洁水体中，1毫升水中的细菌总数在100个以下，而受到严重污染的水体可达100万个以上。因此，现有技术中缺少一种能够有效净化环境中污染物的装置或者设备。
技术实现思路
针对现有技术中的存在的缺少能够有效净化环境中污染物的装置的技术问题，本专利技术提供一种环境净化装置，该环境净化装置包括壳体、纳米抗菌单元、纳米发电单元，所述壳体用于容纳并保护纳米发电单元；所述纳米抗菌单元附着在所述壳体的外表面；以及所述纳米发电单元与所述纳米抗菌单元电连接，用于产生电荷以使在所述纳米抗菌单元上形成电场。本专利技术所提供的环境净化装置和系统，采用的纳米抗菌单元比表面积大，能够充分与细菌接触，从而具有很好的杀菌效果；此外，本专利技术所提供的环境净化装置还包括纳米发电单元，其能够作为能源供给，无需外加电源并且其产生的电流能够在纳米抗菌单元之间形成强烈变化的电场，而电流可促进纳米抗菌单元的有效抗菌成分的释放和/或在纳米抗菌单元的纳米级尖端处形成强烈的电荷聚集，从而产生尖端放电，使纳米抗菌单元具备更高的杀菌能力。即本专利技术所提供的环境净化装置具有很好的杀菌效果，能够实现绿色无污染地、有效地净化环境，例如水体、空气等。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是根据本专利技术的一种实施方式的纳米抗菌材料的示例结构；图2是根据本专利技术的一种实施方式的环境净化装置的结构示意图；图3-4是根据本专利技术的一种实施方式的环境净化装置的内部结构的示意图；图5是根据本专利技术的另一种实施方式的环境净化装置的结构示意图；图6是根据本专利技术的再一种实施方式的环境净化装置的结构示意图；图7是根据本专利技术的再一种实施方式的环境净化装置的内部结构的示意图；图8是根据本专利技术的又一种实施方式的环境净化装置的结构示意图；图9是根据本专利技术的又一种实施方式的环境净化装置的结构示意图；图10是根据本专利技术的一种实施方式的环境净化系统的示意图；以及图11-13是本专利技术所提供的环境净化装置的杀菌和污染物去除结果。附图标记说明1银纳米颗粒2氧化锌纳米线3碳布基底4纳米抗菌单元5撞击物6壳体7第一发电层8导线9第二发电层10缓冲单元11绳索100、200环境净化装置具体实施方式以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。本专利技术所提供的环境净化装置可以包括壳体、纳米抗菌单元、纳米发电单元，所述壳体用于容纳并保护纳米发电单元；所述纳米抗菌单元附着在所述壳体的外表面；以及所述纳米发电单元与所述纳米抗菌单元电连接，用于产生电荷以使在所述纳米抗菌单元上形成电场。为了提供一种杀菌效果好且绿色无污染的环境净化装置，首先本申请考虑到选用纳米抗菌材料制成纳米抗菌单元，由于这种材料本身就具有一定的杀菌作用(金属，例如，金、银、铜等)在纳米状态下由于小尺寸效应、量子效应、强大的比表面积效应，使得杀菌效果更好)，因此本申请的由纳米抗菌材料制成的纳米抗菌单元本身就具有一定的杀菌效果。优选地，所述纳米抗菌材料可以包括一维纳米材料。例如，所述纳米抗菌材料可以包括以下中的任一者：二氧化钛纳米材料、氧化锌纳米材料、氧化锡纳米材料、二氧化锆纳米材料、硫化镉纳米材料等生物相容性良好的纳米材料，例如所述纳米抗菌材料可以由上述生物相容性良好的纳米材料中的一者或多者的组合制成，由于这种材料还具有很强的光催化效果，因此采用这种材料制成的纳米抗菌单元还可以释放活性氧等物质，实现有效降解环境(例如水体)中的有机污染物。更为优选地，图1示出了根据本专利技术提供的一种实施方式的纳米抗菌材料的示例结构，如图1所示，所述纳米抗菌材料为在碳布基底3上生长银纳米颗粒1/氧化锌纳米线2的复合材料。其制备方法可简单的通过生长-浸泡-光还原等步骤完成，具有简单，快速且绿色合成等优点。并且该材料也具有很强的光催化效果，因此采用这种材料制成的纳米抗菌单元也可以释放活性氧等物质，实现有效降解环境(例如水体)中的有机污染物。在此基础上，为了达到更好的杀菌效果，本申请所提供的环境净化装置还包括纳米发电单元，所述纳米发电单元与所述纳米抗菌单元电连接，其中所述纳米发电单元用于产生电荷以使在所述纳米抗菌单元上形成电场。该纳米发电单元产生的电流能够促进纳米抗菌单元的有效抗菌成分的释放和/或在纳米抗菌单元的纳米级尖端处形成强烈的电荷聚集，从而产生尖端放电，使纳米抗菌单元具备更高的杀菌能力。即本专利技术所提供的环境净化装置具有很好的杀菌效果，能够实现绿色无污染地、有效地净化环境，例如水体、空气等。具体地，所述纳米发电单元可以包括撞击物、第一发电层、第二发电层、以及导线，其中所述第一发电层和所述第二发电层在撞击物的作用下摩擦和/或接触而产生彼此极性相反的电荷，并且所产生的电荷中的任一者通过导线被传递到所述纳米抗菌单元。优选地，所述第一发电层可以包括第一电极层以及具有摩擦和/或接触产生静电荷效应的第一摩擦材料层，例如所述第一发电层由第一电极层以及具有摩擦和/或接触产生静电荷效应的第一柔性材料(即第一摩擦材料层)制成，并且所述第二发电层可以包括第二电极层，例如所述第二发电层由第二电极层制成。或者，所述第二发电层还可以包括第二电极层以及具有摩擦和/或接触产生静电荷效应的第二摩擦材料层，例如，所述第二发电层也可以由第二电极层以及具有摩擦和/或接触产生静电荷效应的第二柔性材料(即第二摩擦材料层)制成，但在这种情况中，第一摩擦材料层和第二摩擦材料层需要具有不同的电负性，以使得所述第一发电层和所述第二发电层在撞击物的作用下摩擦和/或接触而产生彼此极性相反的电荷。第一摩擦材料层和/或第二摩擦材料层优选为柔性材料，可以在撞击物作用下发生形变而使第一发电层与第二发电层互相接触和分离。优选地，所述第一摩擦材料层和/或所述第二摩擦材料层为柔性材料，可以为下列材料中的一种或者几种：聚酰亚胺、聚四氟乙烯、聚氯乙烯，聚三氟氯乙烯、聚苯丙烷碳酸盐、聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚偏二氯乙、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯、聚邻苯二酸二烯丙酯、聚甲醛。其中，经过砂纸打磨处理的所述柔性材料的所述表面具有纳米或者微米级的表面粗糙度。优选地，所述第一电极层和/或所述第二电极层是金、银、铂、铝、镍、铜、铁、铬、硒的金属合金和铟锡金属氧化物膜涂层电极层中的一者。下面提供几种实施方式来详细说明本申请的专利技术构思，应当理解的是这里提供的实施方式均为示例性非局限性示例，本专利技术的保护范围不限于此。图2是根据本专利技术的一种实施方式的环境净化装置100的结构示意图，如图2所示，该环境净化装置可以包括壳体6、纳米抗菌单元4、纳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环境净化装置，其特征在于，该环境净化装置包括壳体、纳米抗菌单元、纳米发电单元，所述壳体用于容纳并保护纳米发电单元；所述纳米抗菌单元附着在所述壳体的外表面；以及所述纳米发电单元与所述纳米抗菌单元电连接，用于产生电荷以使在所述纳米抗菌单元上形成电场。

【技术特征摘要】
1.一种环境净化装置，其特征在于，该环境净化装置包括壳体、纳米抗菌单元、纳米发电单元，所述壳体用于容纳并保护纳米发电单元；所述纳米抗菌单元附着在所述壳体的外表面；以及所述纳米发电单元与所述纳米抗菌单元电连接，用于产生电荷以使在所述纳米抗菌单元上形成电场。2.根据权利要求1所述的环境净化装置，其特征在于，所述纳米发电单元包括撞击物、第一发电层、第二发电层、以及导线，其中所述第一发电层和所述第二发电层在撞击物的作用下摩擦和/或接触而产生彼此极性相反的电荷，并且所产生的电荷中的任一者通过导线被传递到所述纳米抗菌单元。3.根据权利要求1或2所述的环境净化装置，其特征在于，所述第一发电层包括第一电极层以及具有摩擦和/或接触产生静电荷效应的第一摩擦材料层，并且所述第二发电层包括第二电极层，或者所述第二发电层包括第二电极层以及具有摩擦和/或接触产生静电荷效应的第二摩擦材料层。4.根据权利要求2或3所述的环境净化装置，其特征在于，所述第一发电层以拱形结构固定于所述壳体的至少一个内表面，所述第二发电层固定设置在所述壳体的所述至少一个内表面，所述第一发电层和/或第二发电层通过导线与所述纳米抗菌单元电连接。5.根据权利要求2或3所述的环境净化装置，其特征在于，所述第一发电层附着在所述撞击物的外表面，所述第二发电层固定设置在所述壳体的
\t至少一个内表面，所述第二发电层通过导线与所述纳米抗菌单元电连接。6.根据权利要求5所述的环境净化装置，其特征在于，所述第二发电层包括多个互相不连通的子发电层。7.根据权利要求4或6所述的环境净化装置，其特征在于，该环境净化装置还包括缓冲单元，所述缓冲单元位于所述壳体的至少一个内表面与所述第二发电层之间。8.根据权利要求4-7中任一项权利要求所述的环境净化装置，其特征在于，该环境净化装置还包括整流单元，所述整流单元串联在所述第一发电层...

【专利技术属性】
技术研发人员：李舟，田静静，闫岭，张亚岚，刘卓，王中林，
申请(专利权)人：北京纳米能源与系统研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11