钨酸铋光催化涂层耦合三维纤维滤料的气相灭菌方法

allin2026-09-30  12


本发明属于化学方法和空气灭菌,尤其涉及一种钨酸铋光催化涂层耦合三维纤维滤料的气相灭菌方法。


背景技术:

1、近年来,由空气传播的病毒引起的呼吸系统疾病不断地威胁着人类健康。在密闭的室内空气中,气溶胶占较大的比例,需要开发更环保、更具有成本效益的气相灭菌方法,以控制微生物的传播并降低空气感染率。

2、尽管高效空气净化器(hepa)和静电吸附等物理方法可以捕获附着在空气颗粒上的生物气溶胶,但它们对捕获粒径小于100nm生物气溶胶无效,当滞留在过滤器表面的生物气溶胶没有完全失活时,它们将成为新的污染源。与物理方法相比,紫外光(uv)照射具有广谱的优点,光子可以有效地破坏细菌的dna和分子结构,降低细菌的繁殖能力,同时不会产生副产物。然而,紫外光照射可使细菌进入存活但不可培养的状态,未灭活的细菌在光激活和暗修复下可重新激活。除此之外,考虑到粒径较大的生物气溶胶通常携带较多的细菌,在灭菌过程中需要更高剂量的紫外光照射,致使能耗较高。


技术实现思路

1、针对上述技术问题,本发明提供了一种钨酸铋光催化涂层耦合三维纤维滤料的气相灭菌方法,以期至少部分地解决上述技术问题。对此,本发明提供的技术方案如下。

2、根据本发明的实施例,提供了一种钨酸铋光催化涂层耦合三维纤维滤料的气相灭菌方法,该气相灭菌方法采用气相灭菌反应器,该气相灭菌反应器包括:限定气相灭菌反应器内部空间的腔体;涂覆在腔体内壁上的bi2.15wo6光催化涂层,固定在腔体内壁上且覆盖腔体的整个横截面的三维纤维滤料,三维纤维滤料具有沿空气流向方向分布的树状结构;以及分布在腔体内、用于向bi2.15wo6光催化涂层提供紫外光照射的紫外光源。

3、气相灭菌方法包括:在紫外光照射下,涂覆在腔体内壁上的bi2.15wo6光催化涂层原位产生活性物质,活性物质与气相灭菌反应器的空气中的水分原位催化,产生的过氧化氢被具有沿空气流向方向分布的树状结构的三维纤维滤料捕获且分散在三维纤维滤料的树状结构表面,从而利用紫外光照射、bi2.15wo6光催化涂层的光催化反应并耦合三维纤维滤料过滤实现气相灭菌。

4、在本发明的实施例中,限定气相灭菌反应器内部空间的腔体,通过在腔体内壁上涂覆bi2.15wo6光催化涂层并在腔体内部布设用于向bi2.15wo6光催化涂层提供紫外光照射的紫外光源,构造光催化反应场所,以便bi2.15wo6光催化涂层在紫外光照射下原位产生活性物质,活性物质将空气中的水分原位催化产生氧化性较强的过氧化氢(h2o2)。通过在腔体内壁上固定且覆盖腔体整个横截面的三维纤维滤料,利用三维纤维滤料较高的比表面积和具有一定厚度的树状结构,在对生物气溶胶中较大粒径的颗粒物、病原体拦截的同时,能够捕获且分散光催化反应原位产生的过氧化氢。通过本发明中的气相灭菌方法,在气相灭菌反应器内,能够对拦截在三维纤维滤料上粒径较大生物气溶胶中的细菌进行有效灭菌,同时对穿过三维纤维滤料的生物气溶胶中的细菌进行灭菌,从而实现全粒径的生物气溶胶灭菌,提高整体灭菌效率。



技术特征:

1.一种钨酸铋光催化涂层耦合三维纤维滤料的气相灭菌方法,其特征在于,所述气相灭菌方法采用气相灭菌反应器,所述气相灭菌反应器包括:限定所述气相灭菌反应器内部空间的腔体;涂覆在所述腔体内壁上的bi2.15wo6光催化涂层,固定在所述腔体内壁上且覆盖所述腔体的整个横截面的三维纤维滤料,所述三维纤维滤料具有沿空气流向方向分布的树状结构;以及

2.根据权利要求1所述的气相灭菌方法,其特征在于,构成所述三维纤维滤料的树状结构的纤维具有44.4±10.2μm的直径;

3.根据权利要求1所述的气相灭菌方法,其特征在于,所述bi2.15wo6光催化涂层由bi2.15wo6光催化涂料固化而成;

4.根据权利要求3所述的气相灭菌方法,其特征在于,所述bi2.15wo6光催化剂具有由层状纳米片组装而成的花状结构,所述bi2.15wo6光催化剂的负载量为1~5%;

5.根据权利要求1所述的气相灭菌方法,其特征在于,所述空气的相对湿度为30%~90%。

6.根据权利要求1所述的气相灭菌方法,其特征在于,所述活性物质为≡bi-oo•超氧基自由基和/或≡bi-ooh过氧自由基。

7.根据权利要求1所述的气相灭菌方法,其特征在于,所述三维纤维滤料为一个或多个,多个所述三维纤维滤料等间距分布。

8.根据权利要求1所述的气相灭菌方法,其特征在于,所述紫外光源贯穿所述三维纤维滤料。

9.根据权利要求1所述的气相灭菌方法,其特征在于,所述气相灭菌反应器腔体的内壁为风管的内壁。


技术总结
本发明提供了一种钨酸铋光催化涂层耦合三维纤维滤料的气相灭菌方法,属于化学方法和空气灭菌技术领域。气相灭菌反应器包括:限定气相灭菌反应器的腔体;涂覆在腔体内壁上的Bi<subgt;2.15</subgt;WO<subgt;6</subgt;光催化涂层,固定在腔体内壁上且覆盖腔体的整个横截面的三维纤维滤料,三维纤维滤料具有沿空气流向方向分布的树状结构;以及分布在腔体内、用于向Bi<subgt;2.15</subgt;WO<subgt;6</subgt;光催化涂层提供紫外光照射的紫外光源。在紫外光照射下,Bi<subgt;2.15</subgt;WO<subgt;6</subgt;光催化涂层产生活性物质与气相灭菌反应器的空气中的水分原位催化,产生的过氧化氢被捕获且分散在三维纤维滤料的树状结构表面,从而利用紫外光照射、光催化反应并耦合三维纤维滤料过滤实现气相灭菌。

技术研发人员:刘俊杰,范莹莹,韩煦,孙贺江
受保护的技术使用者:天津大学
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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