本發(fā)明涉及一種光催化凈化裝置和使用此裝置的手套箱?？蓱?yīng)用于需要控制手套箱內(nèi)有機(jī)氣體濃度的應(yīng)用環(huán)境。

背景技術(shù)：

在鋰離子電池及材料、半導(dǎo)體、超級(jí)電容、特種燈、激光焊接、釬焊、材料合成、有機(jī)發(fā)光二極管、金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積、厭氧菌培養(yǎng)、細(xì)胞低氧培養(yǎng)等很多工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域，需要在惰性氣體或受控的氣氛環(huán)境(無(wú)水，無(wú)氧，無(wú)塵)下進(jìn)行操作，以避免空氣中的水分，氧氣，和微小顆粒對(duì)過(guò)程產(chǎn)生影響或避免過(guò)程本身產(chǎn)生的有害氣體對(duì)人員的影響。

手套箱即是一種用于提供上述環(huán)境的設(shè)備；通常由箱體、氣體凈化循環(huán)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等部分組成。箱體與氣體凈化循環(huán)系統(tǒng)相連形成密封的工作環(huán)境，通過(guò)手套在箱體內(nèi)開展所需的操作，通過(guò)過(guò)渡腔進(jìn)行內(nèi)外物品的交換。

通常手套箱中氣體進(jìn)化裝置采用的都是吸附材料，可以有效地去除箱體內(nèi)的水分、氧氣和微小顆粒，但是當(dāng)手套箱內(nèi)需要對(duì)有機(jī)氣體濃度進(jìn)行控制時(shí)，吸附效果就很差了。下面以溶液制程的oled為例進(jìn)行說(shuō)明。

在溶液制程的oled技術(shù)中，oled材料使用的是有機(jī)溶劑。有機(jī)溶劑的揮發(fā)或去除過(guò)程會(huì)使得手套箱中存在一定的有機(jī)氣體氣氛。有機(jī)氣體在手套箱中的積累或濃度變化會(huì)影響oled產(chǎn)品的性能，也會(huì)在過(guò)渡腔開啟時(shí)擴(kuò)散到空氣中對(duì)操作人員產(chǎn)生危害。吸附過(guò)濾裝置中采用吸附材料通常為硅膠，活性炭，分子篩，氯化鈣，五氧化二磷等等，他們對(duì)無(wú)機(jī)氣體的吸附效果較好，對(duì)有機(jī)氣體的吸附效果有很差了，很容易達(dá)到吸附飽和的狀態(tài)。這就需要經(jīng)常對(duì)吸附劑進(jìn)行再生或需要使用非常大量的吸附劑，不利于手套箱的高效運(yùn)行或使得氣體凈化循環(huán)系統(tǒng)的體積非常龐大。

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種氣體凈化裝置和使用此裝置的手套箱。可應(yīng)用于需要控制手套箱內(nèi)有機(jī)氣體濃度的應(yīng)用環(huán)境。具體地，有機(jī)氣體的去除采用的是光催化技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于解決上述問(wèn)題，提供一種光催化凈化裝置和使用此裝置的手套箱，其應(yīng)用于控制手套箱內(nèi)有機(jī)氣體的濃度。

本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題是采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種光催化凈化裝置，其特征在于，包括：凈化腔室、進(jìn)氣管路、出氣管路、光源以及光催化材料；

其中，所述光源設(shè)置在凈化腔室中央，所述光催化材料設(shè)置在光源四周，所述進(jìn)氣管路設(shè)置在凈化腔室側(cè)壁底部，所述出氣管路設(shè)置在與所述進(jìn)氣管路相對(duì)的凈化腔室側(cè)壁的上部。

所述的光催化凈化裝置，其中，還包括設(shè)置在凈化腔室頂部的密封蓋，所述密封蓋上設(shè)置有用于觀察凈化腔室內(nèi)光源狀態(tài)的觀察窗，所述觀察窗上設(shè)置有遮光板。

所述的光催化凈化裝置，其中，所述光源為紫外線燈管，所述燈管設(shè)置在凈化腔室中央。

所述的光催化凈化裝置，其中，所述光催化材料為負(fù)載二氧化鈦光催化劑的玻璃纖維布，所述玻璃纖維布充滿凈化腔室剩余的空間。

所述的光催化凈化裝置，其中，所述進(jìn)氣管路和出氣管路內(nèi)分別設(shè)置有防止光催化材料上的光催化劑進(jìn)入氣體管路的過(guò)濾材料，和用于調(diào)整流量和氣體進(jìn)入的閥門。

所述的光催化凈化裝置，其中，所述凈化腔室內(nèi)壁為表面光滑的不銹鋼板。

所述的光催化凈化裝置，包括：箱體和設(shè)置在箱體一側(cè)與箱體通過(guò)氣體管路連通的過(guò)渡腔；

其中，所述箱體外設(shè)置有供氣排氣裝置、氣體凈化裝置、光催化凈化裝置、鼓風(fēng)機(jī)以及抽氣設(shè)備，所述氣體凈化裝置、光催化凈化裝置以及鼓風(fēng)機(jī)依次通過(guò)氣體管路連通，所述氣體凈化裝置入口、鼓風(fēng)機(jī)出口、氣體發(fā)生設(shè)備以及抽氣設(shè)備分別通過(guò)氣體管路與箱體連通，所述抽氣設(shè)備還與過(guò)渡腔連通。

所述的手套箱，其中，所述每條氣體管路上分別設(shè)置有控制氣體流量的閥門。

所述的手套箱，其中，所述箱體至少一面為視窗，所述視窗上設(shè)置至少一對(duì)手套。

所述的手套箱，其中，所述的手套箱還包括能夠監(jiān)控氣體含量的氣體檢測(cè)器，所述有機(jī)氣體檢測(cè)器設(shè)置在手套箱內(nèi)。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：在光催化材料表面發(fā)生光催化反應(yīng)，可以將氣體或水體中的各種有機(jī)物有效地降解為二氧化碳和水，從而徹底地去除有機(jī)物。

所述光催化凈化腔室內(nèi)壁使用不銹鋼板焊接制作，內(nèi)表面光亮，可以有效反射光線；玻璃纖維布具有良好的透光性和對(duì)光線的散射性，可以使得紫外光有效地照射到不同位置上的光催化劑上；同時(shí)玻璃纖維布為疏松多孔結(jié)構(gòu)，具有良好的氣體通過(guò)性；玻璃纖維布具有較大的比表面積，可以良好的分散負(fù)載在其上的二氧化鈦光催化劑，使得氣體可以與光催化劑充分地接觸，在光催化劑表面發(fā)生光催化反應(yīng)被降解成二氧化碳和水。

手套箱中的氣體通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)先進(jìn)入光催化凈化腔室，有機(jī)氣體在光催化凈化腔室中被光催化降解掉；氣體再經(jīng)過(guò)氣體凈化裝置，氣體中的水，氧，光催化降解產(chǎn)物二氧化碳等被吸附而去除，最后氣體再返回手套箱主箱體，通過(guò)反復(fù)的循環(huán)達(dá)到氣體凈化的目的。

附圖說(shuō)明

在下文中將基于實(shí)施例并參考附圖來(lái)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述。其中：

圖1是本發(fā)明光催化凈化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是使用光催化凈化裝置的手套箱結(jié)構(gòu)示意圖。

在附圖中，相同的部件使用相同的附圖標(biāo)記。附圖并未按照實(shí)際的比例。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1所示，一種光催化凈化裝置，包括：凈化腔室1、進(jìn)氣管路3、出氣管路2、光源4以及光催化材料5；

其中，所述光源5設(shè)置在凈化腔室2中央，所述光催化材料5設(shè)置在光源兩側(cè)或四周，所述進(jìn)氣管路3設(shè)置在凈化腔室側(cè)壁底部，所述出氣管路2設(shè)置在與所述進(jìn)氣管路相對(duì)的凈化腔室1側(cè)壁的上部。所述進(jìn)氣管路3和出氣管路2分別焊接在所述凈化腔室1側(cè)壁上，使得氣體進(jìn)入凈化腔室后經(jīng)過(guò)盡量長(zhǎng)的路程再排出，從而可以和光催化材料充分地反應(yīng)。

所述的光催化凈化裝置，其中，還包括設(shè)置在凈化腔室頂部的密封蓋7，所述密封蓋7上設(shè)置有用于觀察凈化腔室內(nèi)光源狀態(tài)的觀察窗8，所述觀察窗8上設(shè)置有遮光板9。所述的密封蓋7通過(guò)橡膠圈密封結(jié)構(gòu)和螺絲鎖緊結(jié)構(gòu)將凈化腔室密封，設(shè)置密封蓋7能夠方便更換凈化腔室內(nèi)部的光源7和光催化材料5。所述的觀察窗8為防紫外線的玻璃制成，能夠觀察凈化腔室內(nèi)部的狀態(tài)，需要說(shuō)明的是光催化反應(yīng)不消耗光催化材料，理論上使用時(shí)間為無(wú)限長(zhǎng)，實(shí)際中使用時(shí)間也非常長(zhǎng)；并且光催化材料與吸附材料不同，也不需要再生等操作。

所述光源8為紫外線的燈管，燈管可發(fā)射主波長(zhǎng)為365nm的紫外線；所述燈管安裝在凈化腔室中央。

所述光催化材料5優(yōu)選為負(fù)載型光催化材料，載體優(yōu)選為玻璃纖維布，光催化劑負(fù)載于玻璃纖維布上。光催化劑可以是二氧化鈦基材料或非二氧化鈦基材料，具體可以是但不限于納米二氧化鈦，納米摻雜型二氧化鈦，氧化鋅，氧化鎢，氧化鐵，氧化鈰，鎢酸鹽，釩酸鹽等等；光催化劑優(yōu)選為納米二氧化鈦。所述玻璃纖維布材料設(shè)置在光源兩側(cè)或四周，充滿凈化腔室剩余的空間。填充方式不限于圖1中所述的豎直方向，可以是水平方向或其他方式。玻璃纖維布具有良好的透光性和對(duì)光線的散射性，可以使得紫外光有效地照射到不同位置上的光催化劑上；同時(shí)玻璃纖維布為疏松多孔結(jié)構(gòu)，具有良好的氣體通過(guò)性；玻璃纖維布具有較大的比表面積，可以良好的分散負(fù)載在其上的二氧化鈦光催化劑，使得氣體可以與光催化劑充分地接觸，在光催化劑表面發(fā)生光催化反應(yīng)被降解成二氧化碳和水。

所述進(jìn)氣管路和出氣管路內(nèi)分別設(shè)置有防止光催化劑從玻璃纖維布上脫落并進(jìn)入氣體管路的過(guò)濾材料6，和用于調(diào)整流量和氣體進(jìn)入的閥門10。所述過(guò)濾材料6為多孔的陶瓷材質(zhì)，能夠阻止少量從光催化材料上脫落下來(lái)的顆粒進(jìn)入氣體管路中。

所述凈化腔室內(nèi)壁為表面光路的不銹鋼板。其內(nèi)表面光亮，可以有效反射光線。在光催化設(shè)備5表面發(fā)生光催化反應(yīng)，可以將氣體或水體中的各種有機(jī)物有效地降解為二氧化碳和水，從而徹底地去除有機(jī)物。

如圖2所示，一種具有光催凈化裝置的手套箱，包括：箱體11和設(shè)置在箱體11一側(cè)與箱體11通過(guò)氣體管路19連通的過(guò)渡腔12；

其中，所述箱體11外設(shè)置有供氣排氣管路13、氣體凈化裝置14、光催化凈化裝置15、鼓風(fēng)機(jī)16以及抽氣設(shè)備17。所述供氣排氣管路13和抽氣設(shè)備17分別通過(guò)氣體管路19與箱體11相連通，所述抽氣設(shè)備17還與過(guò)渡腔12通過(guò)氣體管路19連通。所述過(guò)渡腔與箱體分別采用不銹鋼材質(zhì)，所述過(guò)渡腔用來(lái)傳遞物品。所述抽氣設(shè)備17用于將氣體抽出。所述氣體發(fā)生設(shè)備向箱體輸送氣體。所述氣體為有機(jī)氣體。

所述的具有光催凈化裝置的手套箱，其中氣體凈化裝置14、光催化凈化裝置15以及鼓風(fēng)機(jī)16，分別通過(guò)氣體管路19依次連通，其中所述氣體凈化裝置14出口和鼓風(fēng)機(jī)16入口分別通過(guò)氣體管路19與箱體連通。其中，所述光催化凈化裝置15設(shè)置在氣體流動(dòng)方向的上風(fēng)向，氣體凈化裝置14設(shè)置在氣體流動(dòng)方向的下風(fēng)向，手套箱11中的氣體通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)16先進(jìn)入光催化凈化裝置15，有機(jī)氣體在光催化凈化裝置15中被光催化降解掉；氣體再經(jīng)過(guò)氣體凈化裝置14，氣體中的水，氧，光催化降解產(chǎn)物二氧化碳等被吸附而去除。最后氣體再返回手套箱箱體。通過(guò)反復(fù)的循環(huán)達(dá)到氣體凈化的目的

所述的具有光催凈化裝置的手套箱，其中，所述每條氣體管路19上分別設(shè)置有控制氣體流量的閥門18。

所述的具有光催凈化裝置的手套箱，其中所述箱體至少一面為視窗(圖中未繪制出)，所述視窗上設(shè)置至少一對(duì)手套(圖中為繪制出)。

所述的手套箱還包括能夠監(jiān)控氣體含量的氣體檢測(cè)器，所述氣體檢測(cè)器設(shè)置在手套箱內(nèi)。所述氣體為有機(jī)氣體，所述氣體檢測(cè)器為有機(jī)氣體檢測(cè)器。(圖中未繪制出)。

手套箱中的氣體通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)先進(jìn)入光催化凈化腔室，有機(jī)氣體在光催化凈化腔室中被光催化降解掉；氣體再經(jīng)過(guò)氣體凈化裝置，氣體中的水，氧，光催化降解產(chǎn)物二氧化碳等被吸附而去除。最后氣體再返回手套箱主箱體。通過(guò)反復(fù)的循環(huán)達(dá)到氣體凈化的目的。

雖然已經(jīng)參考優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以對(duì)其進(jìn)行各種改進(jìn)并且可以用等效物替換其中的部件。尤其是，只要不存在結(jié)構(gòu)沖突，各個(gè)實(shí)施例中所提到的各項(xiàng)技術(shù)特征均可以任意方式組合起來(lái)。本發(fā)明并不局限于文中公開的特定實(shí)施例，而是包括落入權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有技術(shù)方案。