一种光致发热驱动的VOCs催化降解装置及应用的制作方法

技术特征：
1.一种光致发热驱动的vocs催化降解装置，其特征在于，包括顶端旋转机构，第一连接轴，上支架，腔体，托架和底座，其中：顶端旋转机构通过第一连接轴和上支架相连，在上支架和底座之间设置腔体，在腔体中设置与底座相连的托架；在托架上设置催化剂，用于vocs催化降解，腔体的外形设置成有助于汇聚光线到托架上的形状。2.根据权利要求1所述的一种光致发热驱动的vocs催化降解装置，其特征在于，托架包括托盘，第二连接轴，第二连接轴用于与底座相连，以实现稳固连接，在托盘上设置催化剂，如采用非镂空结构的托盘，催化剂设置在托盘的凹槽内；如采用镂空结构的托盘，催化剂设置在托盘非镂空部分的凹槽中，或者与托盘镂空部分的耐热透气膜进行复合，或者将催化剂与托盘整体复合；在实际使用中，优选镂空结构的托盘，以实现催化剂和vocs接触更加充分。为避免光照不足带来的影响，选择在托架中设置加热单元，以实现在光照不足的条件下进行电致加热，如电阻丝，与之配合的控制元件和/或电路设置在托架或者底座中。3.根据权利要求1所述的一种光致发热驱动的vocs催化降解装置，其特征在于，底座包括底座本体，底座顶端与腔体、托架相连；底座本体整体设置为喇叭形状，一方面使得装置能够稳定放置在平面上，另一方面增加进气量；在底座本体的喇叭开口端(喇叭开口相对大的一端)均匀设置凹槽，以便于较冷的空气从底部吸入装置；在底座本体的喇叭收口端(喇叭开口相对小的一端)均匀设置底座卡扣，以将腔体进行稳固连接，底座本体的喇叭收口端的中央设置底座连接端，用于与托架(托架的第二连接轴)相连；底座连接端与底座本体的喇叭收口端之间设置底座支撑体，以形成镂空结构；在整个底座结构中，设置电线或者小型太阳能配套电池等额外部件，以应对不同应用场合。4.根据权利要求1所述的一种光致发热驱动的vocs催化降解装置，其特征在于，上支架包括上支架本体，上支架底端与腔体相连，上支架顶端与第一连接轴；上支架本体整体设置为喇叭形状，一方面使得装置能够稳定安装，保证连接处不易泄露气体，另一方面增加进气量，维持上升气体流速；在上支架本体的喇叭开口端(喇叭开口相对大的一端)均匀设置上支架卡扣，以将腔体进行稳固连接；上支架本体的喇叭收口端(喇叭开口相对小的一端)的中央设置上支架连接端，用于与第一连接轴相连；上支架连接端3与上支架本体的喇叭收口端之间设置上支架支撑体，以形成镂空结构。5.根据权利要求1所述的一种光致发热驱动的vocs催化降解装置，其特征在于，顶端旋转机构包括呈螺旋状分布的肋片，在中央位置设置轴承座，并与第一连接轴配合使用，以实现顶端旋转结构的低阻尼转动或者其他活动/固定连接形式，肋片改变垂直上升气流的方向为水平，同时带动顶端1的旋转，进一步扰动周边空气，促进对流。6.根据权利要求1所述的一种光致发热驱动的vocs催化降解装置，其特征在于，腔体为近球形或者近圆柱形，腔体为透明材质，如石英、亚克力；在腔体内表面镀上增透减反的镀层以增加红外线的透过，提升催化剂表面温度。7.根据权利要求1所述的一种光致发热驱动的vocs催化降解装置，其特征在于，在腔体内表面和/或外表面设置具有紫外-可见光光伏响应的镀层，并与设置在底座中的小型太阳能配套电池相连，以增加太阳光利用率。8.根据权利要求1所述的一种光致发热驱动的vocs催化降解装置，其特征在于，腔体内表面和/或外表面的镀层为由氟化镁、二氧化钛、二氧化硅、三氧化二铝、二氧化锆、硒化锌、
硫化锌及其他增透膜材料或光伏材料中的一种或几种组成的一层或多层镀膜。9.如权利要求1—8之一所述的光致发热驱动的vocs催化降解装置在降解vocs中的应用。10.权利要求1—8之一所述的光致发热驱动的vocs催化降解装置的使用方法，其特征在于，光照充足时，光透过腔体(镀有红外增透膜)，汇聚到腔体中央的托盘上；催化剂吸收光并将其转化为热量，使得催化剂与周边空气的温度升高，空气受热膨胀，形成上升气流，推动顶端的肋片旋转，热空气从顶端的开口出甩出，新鲜的低温空气则从底部被吸入，实现装置周边空气的对流搅动；光照较弱的场合也可使用固定连接的顶端，依靠肋片导流实现气体的搅动；空气中含有的vocs在通过托盘上的催化剂时被光热催化分解；利用腔体上的镀膜材料所具有的光伏效应，腔体与托盘的小型太阳能配套电池相连，在光照充足的时候，腔体吸收光照中的紫外部分给小型太阳能配套电池充电蓄电，光照减弱时小型太阳能配套电池放电实现电加热催化剂或者催化涂层；如果外接电源时，可将托盘所接电线通过usb口与外部电源相连；通过电加热的方法使催化剂层温度升高，实现热催化降解vocs与加热空气促进对流的功能。

技术总结
本发明公开一种光致发热驱动的VOCs催化降解装置及应用，包括顶端旋转机构，第一连接轴，上支架，腔体，托架和底座，顶端旋转机构通过第一连接轴和上支架相连，在上支架和底座之间设置腔体，在腔体中设置与底座相连的托架；在托架上设置催化剂，腔体的外形设置成有助于汇聚光线到托架上的形状。本发明能够解决传统VOCs降解手段只能靠VOCs分子扩散到降解物质表面后将其吸附/降解，作用范围局限，效率较差的问题，源于太阳光的热一方面提高了催化降解反应效率，另一方面促进了气体流动，使得更大范围内的VOCs分子更快地接近催化剂表面，提升其降解效率。其降解效率。其降解效率。


技术研发人员：于一夫 陈凡芃 张兵
受保护的技术使用者：天津天科水处理技术有限公司
技术研发日：2020.10.26
技术公布日：2021/10/18