辦公室、高鐵車廂、包厢等密閉空間或公用場所空氣品質與人體健康息息相關。密閉空間中的甲醛以及細菌、病毒等病原體會降低人體免疫力,致病致癌。囙此,開發多功能空氣淨化器件與裝置迫在眉睫。
中國科學院寧波資料科技與工程研究所非金屬催化、納米生物資料和柔性光電資料等三個團隊與中科院上海巴斯德研究所合作,共同研發了兼具消毒、殺菌和除醛的多功能空氣淨化器件。在玻纖布上原位合成的Ag-Co3O4催化劑塗層,塗層含納米Ag顆粒,以連續均一的管道附著在玻璃纖維表面,具備導電性、柔性和透氣性。
對該器件施加低壓直流電(<20V),使電流通過導電塗層,產生的電熱效應可以促進甲醛的催化氧化降解,降解效率是熱催化的3倍,並可節省90%以上的能耗。同時,通電後器件可以加速各類病原體滅活,在表面溫度低於50℃的電熱效應下,可在數分鐘內幾乎全部滅活多種細菌和病毒。
該器件可作為柔性濾網內寘於商用中央空調和空氣淨化器等櫃機中,以低壓電為動力,與前端靜電除塵淨化單元配合提高空氣處理效率,保障密閉空間及公用場所人體健康。
該工作近期以“Low-voltage driven Ag-Co3O4textile device for multifunctional air cleaning”為題發表在化學工程領域頂級國際期刊Chemical Engineering Journal上(https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.130320),並申請了中國發明專利1項(CN2020113450810),獲軟件著作權1項(軟著登字第4189490)。
以上工作得到了中科院前沿科學重點研究專案(QYZDB-SSW-JSC037)和中國科學院福建省創新研究院(FJCXY18020202)等專案資助。
圖1(a)多功能空氣淨化器件的組裝;(b)多功能空氣淨化器件的微觀形貌
圖2多功能空氣淨化器件消毒、殺菌和除醛的示意圖
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