可移動式光觸媒凈水器

(河北大學(xué) 河北 保定 071000)

國內(nèi)凈水器行業(yè)增長速度快，空間廣闊，凈水器廠家對市場前景高度認可。隨著凈水行業(yè)熱度的不斷提升，越來越多的傳統(tǒng)家電企業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)開始涉足凈水市場，競爭形式愈演愈烈。傳統(tǒng)家電企業(yè)進入凈水行業(yè)有著得天獨厚的優(yōu)勢，產(chǎn)品線長，品牌認知度高，進入凈水行業(yè)后發(fā)展比較快。

一、背景

(一)水資源背景

近幾年來我國癌患病人，特別是青少年白血病患者的增加，與飲用水受到污染有直接關(guān)系。目前我國的飲用水來源——包括自來水、各種桶裝純凈水、瓶裝礦泉水、以及各種飲水機設(shè)備等，主要是靠藥物和物理過濾手段處理。但不管采用何種過濾手段，其主要區(qū)別無外乎其濾材微孔尺寸的大小不同，所限制的物質(zhì)分子大小不同而已。對于那些與水分子半徑相近的有機污染物則無法過濾。而正是這些有機污染物威脅人體健康，甚至存在致癌的風(fēng)險。

(二)技術(shù)背景

以TiO2為代表的光觸媒催化劑是近年來催化劑領(lǐng)域研究出的一種新型、節(jié)能、綠色環(huán)保凈化的產(chǎn)品具有極強的殺菌、除臭、防霉、防污自潔功能?？茖W(xué)證明，TiO2在特定紫外光的作用下，其表面會產(chǎn)生大量的羥自由基，而羥自由基具有巨大的分解功能，幾乎可以分解所有的有機物，使其最終變成二氧化碳和水。

(三)市場背景

根據(jù)奧維云網(wǎng)(AVC)2018年上半年數(shù)據(jù)顯示，中國家電市場全品類(不含3C)規(guī)模增速為8.8%，而同期凈水器增速為30%，凈水市場的銷售數(shù)據(jù)看好。同時，我國凈水市場仍有巨大的發(fā)展空間，目前我國凈水器百戶擁有量不足10臺，而韓國的凈水器百戶擁有量高達90臺，我國凈水行業(yè)前景可觀。

傳統(tǒng)的凈水器主要是靠藥物和物理過濾手段處理除掉水中可見的污染物，光觸媒凈水器(光催化水)作為一種最新型凈化技術(shù)，可廣泛用于各種凈水制備。光觸媒技術(shù)同時可以應(yīng)用于空氣凈化，根據(jù)需要設(shè)計生產(chǎn)各種空氣凈化制備。對于凈化甲醛等有機污染、抑菌、殺菌、凈化空氣有顯著效果。

二、介紹

(一)組成

本產(chǎn)品主要由pp棉濾芯、顆粒碳濾芯、壓縮碳濾芯、光觸媒濾芯、后置碳濾芯、制熱裝置、制熱裝置、控制裝置組成。

各部分作用如下：

pp棉濾芯：去除泥沙、鐵銹、紅蟲、懸浮物等顆粒，保護后面濾芯。

顆?；钚蕴繛V芯：吸附余氯漂白劑、三氯甲烷等有機物，去除異色異味

棒狀活性炭濾芯：進一步吸附余氯、異色異味并釋放對人體有益微量元素

光觸媒濾芯：去除致癌有機物、細菌，保留對人體有益的微量元素

后置活性炭濾芯：改善水質(zhì)口感，深層濾除水中的殘余雜質(zhì)，杜絕二次污染，出水甘醇可口

(二)技術(shù)優(yōu)勢

1.我們擁有最先進的TiO2制備方法——常溫常壓絡(luò)合水解法。市面上常見TiO2制備方法絕大部分是需要高溫高壓，我們的技術(shù)耗能更少，尤其是在工廠流水線方面，投資較小。

2.常規(guī)制備的TiO2光觸媒為不透明顆粒和乳濁液，光觸媒是在光照的條件下進行催化作用，材料本身為顆?；蛘邽槿闈嵋簳钃豕庹眨M而降低材料的催化效率，而我們制備的是一種完全透明的納米級TiO2不透明顆粒，透明的特性保證了高于常規(guī)材料的催化效率，2-5nm的TiO2粒子具有小尺寸效應(yīng)、表面積效應(yīng)從而從物理層面大大提高凈化效率。

3.我們制備的材料中摻雜Fe、Fe3O4，這種摻雜了Fe、Fe3O4的TiO2材料對水體中的重金屬離子有吸附作用，可以有效的吸附水中對人體有害的重金屬離子。

(三)產(chǎn)品優(yōu)勢

1.分解徹底

我們將Fe、Fe3O4摻雜的透明納米TiO2巧妙地設(shè)計在載體上利用光照即可進行催化反應(yīng)，使其表面產(chǎn)生大量的羥自由基，羥自由基具有強大的分解能力，能夠分解幾乎所有的有機物，從而達到凈化水的目的。

由于我們的TiO2是納米級材料，區(qū)別于宏觀物體結(jié)構(gòu)的特點是，它表面積占很大比重，具有表面與界面效應(yīng)和體積效應(yīng)，主要原因就在于直徑減少，表面原子數(shù)量增多。納米粒子表面活化中心多，這就提供了納米粒子做催化劑的必要條件。所以我們的光觸媒材料凈化效率更高，凈化得更徹底。

2.生成物無污染

傳統(tǒng)凈水器在對水中肉眼不可見的有機物和細菌通常采用化學(xué)方法濾除，生成物容易導(dǎo)致有機物析出產(chǎn)生二次污染，在使用過程中由于物質(zhì)的蓄積性，其濾材本身很容易成為病原體的聚集繁殖地，造成二次污染。

光催化凈化，因為采用光學(xué)凈化原理，分解的有機物最終變成二氧化碳和水，絕不形成二次污染源。

3.損耗極低

常規(guī)飲水設(shè)備都存在不斷更換耗材或定期清理等維護成本，并且設(shè)備容易滋生細菌。

光催化凈水器中核心部件光觸媒濾芯具有自清潔的功能，不會產(chǎn)生細菌滋生的情況。光觸媒是一種催化劑，意味著光觸媒可以永遠的工作下去，其工作效率不會隨著時間或工作量的增加而降低。一般來說，消費者終生不需要更換tio2濾材。