智能液基多功能空气净化系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了智能液基多功能空气净化系统及方法。该系统包括(或不包括)离子极化模块和液基多孔膜；液基多孔膜由固体多孔膜和功能液体组成，功能液体浸润所述固体多孔膜；液基多孔膜始终保持接地状态；受污染的空气在离子极化模块和液基多孔膜的共同处理下得到净化，系统的控制模块分析进入系统的空气的污染程度和处理后空气的净化程度，并发出相应的控制电压给离子极化模块进行自适应调节离子极化效果。本发明专利技术通过离子极化模块将气溶胶荷电的方式，使液基多孔膜对处于电场中的颗粒物进行高效的吸附，具有净化效率高、流体阻力低、处理能力大、抗腐蚀、抗污染、防结冰、杀菌、除病毒、除甲醛等多功能性质和优势，有很强的适用性和商业价值。商业价值。商业价值。

【技术实现步骤摘要】
智能液基多功能空气净化系统及方法


[0001]本专利技术属于空气净化
，具体涉及一种空气净化系统及方法。

技术介绍

[0002]近年来，在健康防护方面需要优良空气质量的意识大大提高，人们越来越关注室内外空气质量。其中，最危险的空气污染之一是气溶胶，气溶胶是指悬浮在气体介质中的固体或液体颗粒所组成的气态分散系统，其可含有粉尘、细菌、病毒、异味、有害气体或雾滴等复杂悬浮混合物。由于气溶胶具有较大的比表面积并吸附有毒空气污染物，可以穿透人的支气管，通过肺甚至进入血液导致疾病与死亡。如何高效去除气溶胶是解决空气污染问题的关键，具有十分重要的现实意义。因此，探索能去除气溶胶的高效、节能、可循环使用的空气净化设备和技术既是获得洁净、卫生空气的现实需要。现阶段常用的空气净化方法有HEPA滤网、活性炭吸附、触媒催化等，但都存在着需及时更换耗材、易脱附、成本高、对于部分物质无效等问题。
[0003]近些年已开发一些固体多孔膜材料用于空气净化，但由于传统固体滤膜材料的物理化学性质与其材料结构不变，其表面性质通常不可改变，无法应对复杂的外部环境变化，且这些滤网功能较单一，净化颗粒物时不能同时处理化学蒸汽和有毒气体。另外，当膜材料吸附达到饱和后，囤积的污染物还会再次释放，形成二次污染。现阶段有研究人员也开发出一些利用水作为主要的吸附剂的空气净化器，但其净化效率低、气溶胶与水接触不充分、占用空间大、能耗大、水泵易被污染物堵塞且寿命及可靠性低、运行噪声污染等弊端仍限制了其应用范围。因此，如何设计和开发新型空气净化系统，实现高效、低流阻、多功能、长久的空气净化，并能够解决当前固体滤膜不易循环使用等痛点，是目前紧迫的民生重要需求。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了智能液基多功能空气净化系统及方法，以克服上述空气净化的技术问题，提供一种有效净化空气的系统和方法。
[0005]为了实现以上目的，本专利技术的技术方案之一为：
[0006]一种智能液基多功能空气净化系统，包括壳体，壳体内设有空腔，空腔的腔体的一侧为进气端，腔体的另一侧为出气端；所述腔体内在进气端和出气端之间设有液基系统；所述液基系统包括水平阵列式固体基质和功能液体，所述固体基质由功能液体所浸润，所述液基系统为开放式或半开放式流道，便于气体流动，功能液体稳定包覆在流道内壁面并不完全填充孔道从而形成液衬孔(liquid
‑
lined pore)或者孔内液线(liquid lining)，在孔道内部形成一条具有液体层的通路；所述进气端设有第一气溶胶传感器，所述出气端设有第二气溶胶传感器；所述智能液基多功能空气净化系统还包括控制模块，所述控制模块电信号连接所述第一气溶胶传感器和所述第二气溶胶传感器。
[0007]进一步优选地，所述液基系统为固体基质和功能液体组成的单层液基单元；或是固体基质和功能液体组成的多层液基单元，所述多层液基单元平行排列。单层液基单元优
选为垂直于进气端和出气端的空气流动方向；多层液基单元可垂直于进气端和出气端的空气流动方向，也可以和进气端和出气端的空气流动方向平行。
[0008]进一步优选地，所述腔体内在所述进气端和所述出气端之间设有离子极化模块。引入极化模块时，可大大减小对膜孔道尺寸、膜厚度以及功能液体层厚度的要求。
[0009]进一步优选地，所述进气端设置的第一气溶胶传感器，用于分析检测进气端的空气的化学成分，所述出气端设置的第二气溶胶传感器，用于分析检测出气端的空气的化学成分；所述智能液基多功能空气净化系统还包括控制模块，所述控制模块电信号连接所述第一气溶胶传感器和所述第二气溶胶传感器；所述监测模块接收来自第一气溶胶传感器和第二气溶胶传感器的信号，从而分析空气污染程度和空气净化程度。
[0010]所述固体基质的孔径范围为1μm
‑
5000μm，优选地，为100μm
‑
1000μm。
[0011]所述固体基质从进口方向到出口方向长度范围为5cm
‑
200cm，优选地，为20cm
‑
80cm。
[0012]本技术方案可采用较低压力进行空气净化。
[0013]本专利技术的技术方案之二为：
[0014]一种智能液基多功能空气净化系统，包括壳体，壳体内设有空腔，空腔的腔体的一侧为进气端，腔体的另一侧为出气端；所述腔体内在进气端和出气端之间设有离子极化模块和液基系统；所述液基系统由固体多孔基质和功能液体组成，所述固体多孔基质由功能液体所浸润，液基系统始终保持接地状态，以导走膜体相残余电荷，使表面电势为零，与离子极化模块之间形成良好的空间电场；所述进气端设有第一气溶胶传感器，用于分析检测进气端的空气的化学成分，所述出气端设有第二气溶胶传感器，用于分析检测出气端的空气的化学成分；所述智能极化液基多功能空气净化系统还包括控制模块，所述控制模块电信号连接所述第一气溶胶传感器、所述第二气溶胶传感器和所述离子极化模块；所述控制模块接收来自第一气溶胶传感器和第二气溶胶传感器的信号，从而分析空气污染程度和空气净化程度，并发出相应的控制电压给离子极化模块进行自适应调节离子极化效果。
[0015]本技术方案二中，功能液体封闭固体基质中的孔。
[0016]进一步优选地，在技术方案一或二中，所述固体多孔基质包括但不限于金属多孔膜，非金属多孔膜，或者既有金属又有非金属的复合多孔膜中的至少一种。
[0017]进一步优选地，在技术方案一或二中，所述金属多孔膜包括但不限于不锈钢网、银网、铜网、泡沫铜、泡沫镍等具有孔道的膜材料中的至少一种。
[0018]进一步优选地，在技术方案一或二中，所述非金属多孔膜包括但不限于聚丙烯(PP)膜、聚四氟乙烯(PTFE)膜、聚偏氟乙烯(PVDF)膜、尼龙膜等中的至少一种。
[0019]进一步优选地，在技术方案一或二中，所述固体多孔基质的结构包括但不限于单层跨膜式、多层跨膜式、水平阵列式，膜孔结构不限于圆形、方形、蜂窝形、编织孔、泡沫孔等，水平阵列式流道结构不限于狭窄平面缝隙、狭窄不规则缝隙等。
[0020]进一步优选地，所述复合膜包括但不限于在非金属膜上喷涂或沉积导电材料等形式。
[0021]进一步优选地，所述固体多孔膜可以通过表面修饰增强与功能液体的浸润性，来更好地防止在工作时的功能液体流失。
[0022]进一步优选地，所述表面修饰的材料包括但不限于金纳米粒子、银纳米线、1H,1H,
2H,2H
‑
全氟十二烷硫醇、1H,1H,2H,2H
‑
全氟辛基硅烷等。
[0023]进一步优选地，所述污染气体通过方式包括但不限于跨膜、沿水平阵列间的缝隙等方向进行传输，与功能液体进行充分的物质交换。
[0024]在本专利技术的一个优选实施例中，通过浸润性、接触角、表/界面张力、固/液极性力色散力、表面自由能、粘附功等多种方法来判断固体多孔膜与功能液体之间的稳定匹配性，从而来选择固体多孔膜和功能液体之间的合适搭本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能液基多功能空气净化系统，包括壳体，壳体内设有空腔，空腔的腔体的一侧为进气端，腔体的另一侧为出气端；所述腔体内在进气端和出气端之间设有液基系统；所述液基系统包括固体基质和功能液体，所述固体基质由功能液体所浸润，所述液基系统为开放式或半开放式流道，功能液体稳定包覆在流道内壁面并不完全填充孔道从而形成液衬孔或者孔内液线；所述进气端设有第一气溶胶传感器，所述出气端设有第二气溶胶传感器；所述智能液基多功能空气净化系统还包括控制模块，所述控制模块电信号连接所述第一气溶胶传感器和所述第二气溶胶传感器。2.如权利要求1所述的一种智能液基多功能空气净化系统，其特征在于：所述液基系统为固体基质和功能液体组成的单层液基单元；或是固体基质和功能液体组成的多层液基单元，所述多层液基单元平行排列。3.如权利要求1所述的一种智能液基多功能空气净化系统，其特征在于：所述腔体内在所述进气端和所述出气端之间设有离子极化模块。4.一种智能液基多功能空气净化系统，其特征在于：包括壳体，壳体内设有空腔，空腔的腔体的一侧为进气端，腔体的另一侧为出气端；所述腔体内在所述进气端和所述出气端之间设有离子极化模块和液基多孔膜；所述液基多孔膜包括固体多孔膜和功能液体，所述功能液体浸润所述固体多孔膜；所述液基多孔膜接地；所述进气端设有第一气溶胶传感器，所述出气端设有第二气溶胶传感器；所述智能液基多功能空气净化系统还包括控制模块，所述控制模块电信号连接所述第一气溶胶传感器、所述第二气溶胶传感器和所述离子极化模块。5.根据权利要求1至4任一项所述的智能液基多功能空气净化系统，其特征在于：所述固体多孔膜包括金属多孔膜、非金属多孔膜、或者既有金属又有非金属的复合多孔膜中的至少一种；所述金属多孔膜包括不锈钢网、银网、铜网、泡沫铜或泡沫镍中的至少一种；所述非金属多孔膜包括聚丙烯膜、聚四氟乙烯膜、聚偏氟乙烯膜或尼龙膜中的至少一种；所述复合多孔膜包括在非金属膜上喷涂或沉积导电材料的形式；所述固体多孔膜的膜结构为单层膜或多层膜。6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯旭，张俭，张运茂，沈毅刚，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：