光觸媒技術在汽車空調上的應用

喬軒章

摘要：為了達到高效凈化車內空氣的目的，利用二氧化鈦光觸媒的光催化作用、通過改造車內風道和結構使車載空調具有凈化空氣能力強、效果持久穩定、無二次公害和維持費用低、操作簡便、適用范圍廣等優點.細菌的去除效率在90.9%以上，甲醛去除效率為79.3%，對車內自然菌去除率為86.5%，在汽車內環境污染治理領域具有潛在的市場前景。

隨著近年來 "非典"、"軍團病"等疫情的發生，越來越多的人對車內環境的生物潔凈度與危險化學物質的濃度提出了相當迫切要求。然而，傳統的凈化方法主要集中在：噴藥、過濾、紫外線殺菌，臭氧殺菌等。但這些方法應用到交通工具上時都有一定的局限性.如噴藥對人體的損害；過濾容易造成二次污染；紫外線與臭氧不能做到人機同室。鑒于此，光催化殺菌的技術逐漸出現在了人們的視野之中.以其常溫、穩定、凈化徹底和廣普性等特點備受青睞。

一. 光觸媒概念

光觸媒是一定能級的光（紫外光）參與下發生的氧化反應。1972年，人們在n一型半導體TiO2電極上發現了水的光電催化分解作用，從而拉開了光觸媒研究的大幕，到了近幾年，因為光觸媒技術在凈化有機污染物方面的優越表現，使得光觸媒應用達到了一個新的領域。

TiO2作為一種光觸媒，在其能量小于光的能級時會產生電子飛躍，形成具有氧化能力的空穴/電子對或稱之為氫氧自由基（-OH），將有機物氧化為H2O和 CO2，從而起到消除污染的作用，由于細菌和病毒也都為有機微生物，故也能將之徹底殺滅。且光觸媒二氧化鈦納米涂層在一定能級的光（紫外光）的作用下具很強的親水性，從而使過濾網涂層表面始終保持清潔，避免了在汽車空調重啟時帶來的二次污染。

二.光觸媒的作用

1.殺菌功能。

利用強大的氧化作用，快速高效的殺滅各種病毒與細菌，對于一些具有抗藥性的病毒微生物也可以殺滅，且不會造成抗藥性的增強。

2.除臭功能。

通過對致腐微生物強力的氧化殺滅，來消除臭味根源，使光觸媒的除臭功能更加持久有效。

3.凈化空氣功能。

通過光觸媒的氧化分解作用消除空氣中的甲醛、氨、苯及其它有機物，使之變為CO2和H2O。對大氣污染物中的CO、NO、SO2和碳氫化合物也都能高效去除。另外，在消除過程中還能釋放氧負離子，提供一個真正潔凈的車內環境。

4.親水防污功能。

光觸媒涂膜由于富有羥基（-OH基），具有非常高的親水性。因為污染物之所以能牢固地黏附在物體表面，其粘結力來源于有機物。而光催化能無選擇性地降解有機物，所以它能有效破壞其粘結力。失去粘結力污染物無法黏附在物體表面。

5.防紫外線功能。

由于紫外線具有較高的能級，因此二氧化鈦光觸媒可將其吸收，避免涂面免遭紫外線的老化作用，大大延長被涂面的使用壽命。

三、光觸媒技術在汽車空調上的應用

在汽車空調技術領域中，傳統的出風口沒有凈化裝置，最多自帶過濾網過濾，對車內空氣只能起到簡單的過濾作用且容易造成二次污染。由于在車內大量的采用塑料、膠類等材料，也使得車內的有害物質變多。去除這些有害物質也變得尤為迫切。故將二氧化鈦光觸媒過濾網替換原過濾網，再起前段加設光觸媒照射燈，如下圖：

1-二氧化鈦光觸媒網 2-安裝槽3 光觸媒照射燈。

回風經過“導流回旋風道”降低風速到達光觸媒過濾網，經過光觸媒過濾網、光觸媒燈的照射、經過回風箱、由電機輸送到表冷器、通過表冷器的冷卻（加熱），空調的送風口送入車內，送風通過表冷器的處理使送風的溫濕度達到要求，同時通過光觸媒裝置對空氣殺菌功能、除臭功能、凈化功能，對裝修材料釋放的甲醛、苯、氨及其它有機物有強大的氧化分解作用，使之變為CO2和出H20。對大氣污染物CO，SO2，NO、碳氫化合物也都能高效去除，從而徹底消除污染。

四，凈化性能

光觸媒設備安裝成功后，隨機選擇一輛樣車，測定有害細菌總數和有害氣體的濃度，計算車內的去除率，結果如下：

去除率=（初始質量濃度-8h后質量濃度）/初始質量濃度×100%

1、去除有害物質結果

五，結語

光觸媒在汽車空調上的應用具有效果持久穩定、無二次公害和維持費用低、操作簡便、適用范圍廣等優點.細菌的去除效率在90.9%以上，甲醛去除效率為79.3%，對車內自然菌去除率為86.5%在汽車內環境污染治理領域具有潛在的市場前景。且裝置具有非常小的風阻，對于已運行系統得改造非常方便，不會增加此裝置而對系統產生其他不良影響。

參考文獻

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