·开发与创新·
0引言
color是什么意思等离子技术和光催化是技术是近年来气态污染物治理领的热点技术。相比于传统的空气进化技术，等离子体技术具有处理流程短、效率高、能耗低、适用范围广等特点
[1,2]
。光催化技术则具有能耗低、操作简单
、反
among
应条件温和、二次污染少等优点[3,4]
。两者都被认为是
一种极具前途的环境污染深度净化技术。将这两种净化技术有效结合，实现空气净化已成为领域内研究的一个方向
[5,6]
校正。
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1等离子、光催化净化原理
1.1等离子、光催化净化原理
环境领域内常用的等离子技术是低温等离子体。它与气体接触过程中会产生大量活性物质并与有害气体发生化学反应生成无害产物
mystery shopping[7]
。光催化剂(TiO 2在光照
下生成电子空穴对，并向粒子表面迁移，与吸附在半导体催化剂粒子表面上的物质发生氧化或还原反应
[8]
。
这两种技术的结合可以选择不同的方式。一是分步进行，即两种技术运用相对独立；二是协同进行。即将光催化剂置于等离子体反应区域中，低温等离子体与光催化耦合反应。由于耦合反应会促进这两种净化技术功能的发挥，能够起到简单分步结合方式所不能达到的综合净化效果，同时能提高能源利用率，因此成为主要研究形式
[9]
。
1.2影响净化的因素
光催化等离子体耦合净化空气的机理尚未完全被人认知。从目前国内外已进行的各种研究和实验情况来看，高效率的低温离子体电源的研制、高活性的光催化剂及其负载方法的研究、等离子发生器与负载型光催化剂的高效率耦合形式是影响装置净化效率的主要因素，也是当前等离子与光催化技术发展的几个主要内容
[2,3,6,8,10,11]
。
2等离子光催化耦合空气净化装置的设计
2.1装置的流程设计
根据低温等离子体与光催化技术耦合净化空气污染物的作用机理以及密闭空间有机物污染的特点，设计了的装置净化方案，见图1。以脉冲电晕等离子体与纳米
TiO 2光催化耦合净化为主要净化手段，辅之以在进气口
设置必要的过滤与吸附预处理，在耦合净化单元之后设
置消除臭氧吸附层以对O 3、CO 2等副产物进行吸附处理，并在出气口安装负离子发生器以增加空气清新度。该装置研制的核心是等离子体发生单元、光催化部件以及两者耦合的有效形式。
2.2主要仪器的设计
(1低温等离子体部件。低温等离子部件主要由脉
等离子、光催化耦合空气净化装置的设计与研究
侯立安1，吴祖国2，王佑君2
(1.第二炮兵工程设计研究院，北京100011;2.第二炮兵工程学院，陕西西安710025
收稿日期:2009-05-08
作者简介：侯立安(1957-，男，博士，副总工程师，高级工程师。主要从事水及空气污染治理技术研究。
摘要：设计了一基于等离子体与光催化耦合技术的气态污染物去除装置，介绍了污染物的净化流程设
计、脉冲电晕等离子体专用电源、等离子发生器和负载型光催化剂以及等离子与光催化有效耦合形式的设计。检验和实验结果表明，该装置符合国家规定的电器性能指标，对典型的气态有机污染物有较高的出去率(80%~100%，对气体中的除尘率可达96.9%，对微生物的杀灭率达100%。
关键词：低温等离子；光催化；空气净化；耦合中图分类号:X5行走在消逝中
文献标识码:A
doi:10.3969/j.issn.1002-6673.2009.04.007
机电产品开发与创新
Development &Innovation of M achinery &E lectrical P roducts
Vol.22,No.4July .,2009第22卷第4期2009年7月
文章编号:1002-6673(200904-017-03
(下转第16页
冲电晕等离子电源和等离子体反应器组成。
电源：本装置设计的脉冲电晕等离子发生器电源是一种脉冲变压器式开关电源。电源采用桥式高压逆变电路，可降低脉冲调整晶体管的反压，电源工作稳定可
靠，晶体管容易选择且便于维修。电源技术参数见表1。
等离子反应器。本课题采用的等离子发生器电极结构为线板式。即采用
正脉冲电晕放电，线电极接正脉冲，而板电极接地。
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等离子放电电极防腐蚀设计。为防止电极腐蚀，本装置电极材料采用具有一定厚度、经特殊涂料处理的铝板制成。经试运行表明，电极具有较好的防腐蚀性能。
(2光催化部件。本装置选择多孔活性炭纤维毡(ACF 为支撑载体，以分散有锐钛型晶体颗粒的二氧化钛溶胶为前驱体，通过喷涂、低温固化与晶化等工艺获得毡状负载锐钛矿型TiO 2的光催化薄板，兼具维持纳米颗粒形态和宏观有型结构。光催
yoomiii
化薄板与石英玻璃紫外灯管组装成固定尺寸的光催化净化部件。紫外灯共计
42根，平行阵列式排布，共6排，每排7根，固定在两
块(200×170×3mm 的环氧树脂板上。紫外灯管与光催
98 degrees化薄板间距离设置为
10mm 。
(3等离子与光催化耦合形式的设计。直接利用等离子产生的紫外光取代紫外
灯管以激活光催化剂，虽然也有一定效果，但净化效率
不高。本装置在设计中在等离子发生器与光催化薄板间安装了一层紫外线灯管，原理见图2。紫外灯共计42根，单根功率8W ，共计336W 。
设计如图所示的耦合组装形式，在充分发挥等离子
体与光催化各自功能的同时，还至少包含以下可能的促进耦合净化的因素:
新东方在线论坛①等离子体产生的相当强
度的紫外光可与紫外灯共同照射光催化剂，增强光
催化活性;②等离子体产生的相当数量的高能态中性活性粒子可随气流飘至光催化层，促进光催化剂的激活;③部分等离子产
生的O 3能到达光催化层，促进光催化作用;④充分的紫外光照射能促使活化的光催化剂充分地吸附由等离子体产生的大量中性基团粒子以及有害气体分子，从而促进了有害气体的氧化分解。
