CN1832793A - 利用光催化剂净化空气的方法和装置 - Google Patents

Abstract

氧化钨/二氧化钛涂层，将空气中吸附在该涂层上的污染物氧化为水、二氧化碳和其它物质。氧化钨在二氧化钛上形成单层。当紫外光的光子被氧化钨/二氧化钛光催化剂突出吸收时，电子从价带跃迁到导带，在价带中产生空穴。价带中的空穴与施加到氧化钨/二氧化钛光催化剂涂层上的水反应，形成活性羟基自由基。当空气中的污染物吸附到氧化钨/二氧化钛光催化剂上时，羟基自由基进攻污染物，从污染物夺走氢原子。羟基自由基氧化污染物，产生水、二氧化碳和其它物质。氧化钨/二氧化钛光催化涂层对湿度变化具有低敏感性。

Description

利用光催化剂净化空气的方法和装置

发明背景

本发明主要与基于空气的氧化钨/二氧化钛光催化剂有关，该催化剂氧化空气中吸附在光催化表面的气态污染物，形成二氧化碳、水和其他物质。

室内空气可含有痕量污染物，包括挥发性有机化合物，例如甲醛、甲苯、丙醛、丁烯和乙醛。吸收剂空气过滤器，例如活性炭，已经用于从空气中去除这些污染物。当空气流过过滤器时，过滤器挡住污染物的通过，而使没有污染物的其余空气流过过滤器。使用过滤器的一个缺点是，它们只是简单的挡住污染物的通过而不消除它们。

二氧化钛已经作为光催化剂被用于空气净化器中，以消除污染物。当二氧化钛用紫外光照射时，二氧化钛吸收光子，使电子从价带跃迁到导带，从而在价带产生空穴，在导带增加电子。跃迁的电子与氧气反应，留在价带中的空穴与水反应，形成活性的羟基自由基。当污染物吸附在二氧化钛光催化剂上时，羟基自由基攻击并氧化污染物形成水、二氧化碳和其它物质。现有技术的二氧化钛光催化剂的缺点是其具有有限的反应活性。另外，湿度可大大影响二氧化钛的光催化性能，从而影响污染物的氧化速率。

金属氧化物/二氧化钛光催化剂已经作为水相光催化剂被用于除去水流中的污染物。水相化学与气相化学有很大的不同。在各相中的反应机理通常是不同的。所以，设计用于水相化学的催化剂与设计用于气相化学的催化剂并不以相同的方式发挥作用。另外，羟基自由基在水相中可以从光催化剂表面扩散开，但羟基自由基在气相中并不能从光催化剂表面扩散开。最后，在水相中，水和水中的离子要与污染物竞争光催化剂上的吸附位，也会降低光催化性能。

溶胶-凝胶涂覆法已经用于制造光催化悬浮液，所述悬浮液涂到基底上形成光催化涂层。溶胶-凝胶涂覆法通过多次浸渍涂布过程达到所需的光催化负载量和高的粘附性能。溶胶-凝胶涂覆法的缺点是它需要昂贵的钛前体(例如异丙氧基钛)和复杂的回流/声波处理过程。所以溶胶-凝胶涂覆法是昂贵和劳动密集型的。

因此，需要基于空气的用于氧化污染物的光催化剂，其具有提高的活性，对湿度波动更低的敏感性以及以低廉成本将催化剂涂覆到基底上的过程。

发明简述

涂覆在基底如蜂窝结构上的氧化钨/二氧化钛光催化剂通过氧化空气中吸附在涂层上的任何污染物形成水、二氧化碳和其它物质，净化建筑物或交通工具内的空气。

风扇将空气吸入空气净化系统。空气首先流过颗粒过滤器过滤掉尘埃或任何其它大颗粒。然后空气流过蜂窝结构的开放通道或沟槽。蜂窝结构的表面涂有氧化钨/二氧化钛光催化剂。将紫外光源安置在连续的蜂窝结构之间，以活化氧化钨/二氧化钛光催化剂涂层。空气净化系统的壁优选衬有反射性材料，以将紫外光反射到蜂窝结构开放通道的内表面。

当紫外光的光子被氧化钨/二氧化钛光催化剂涂层吸收时，电子从价带跃迁到导带，在价带产生空穴。在导带的电子被氧气捕获。价带中的空穴与吸附在氧化钨/二氧化钛光催化剂涂层上的水反应，形成活性的羟基自由基。

氧化钨在二氧化钛上形成单层。当空气中的污染物吸附在氧化钨/二氧化钛光催化剂涂层上时，羟基自由基攻击污染物，从污染物夺走氢原子并将污染物氧化成水、二氧化碳和其它物质。氧化钨/二氧化钛光催化剂涂层对湿度具有低的敏感性。所以相比现有技术的二氧化钛光催化剂，湿度对氧化钨/二氧化钛光催化剂的光催化活性影响小得多。

本发明的这些以及其它特点将从以下说明和附图中得到最好理解。

附图简述

通过对如下现有优选实施方式的详细描述，本发明的各种特点和优点对于本领域技术人员是显然的。伴随详细描述的附图简述如下：

图1简要描述了封闭环境，例如建筑物、交通工具或其它结构，包括内部空间和HVAC系统；

图2简要描述了本发明的空气净化系统；

图3简要描述了空气净化系统的蜂窝结构；

图4a简要描述了制作光催化产品的方法流程图；

图4b简要描述了涂覆光催化产品到基底上的方法流程图；

图5简要描述了光催化涂层的二氧化钛上的氧化钨单层；

图6简要描述了描述乙醛固有氧化速率作为相对湿度函数的曲线；

图7简要描述了描述丙醛固有氧化速率作为相对湿度函数的曲线；

图8简要描述了描述甲苯固有氧化速率作为相对湿度函数的曲线；

图9简要描述了描述丁烯固有氧化速率作为相对湿度函数的曲线；并且

图10简要描述了描述本发明光催化剂效率作为氧化钨摩尔含量函数的曲线。

优选实施方式详述

图1简要描述了建筑物、交通工具如轿车、火车、公交车或飞行器或其它结构10，包括内部空间12，如房间、办公室或交通工具舱室。HVAC系统14加热或冷却内部空间12。内部空间12的空气通过通道16被吸入HVAC系统14。HVAC系统14改变从内部空间12通过16吸入的空气的温度。如果HVAC系统14在冷却模式下工作，空气被冷却。或者，如果HVAC系统14在加热模式下工作，空气被加热。然后空气从通道18返回内部空间12，改变内部空间12的空气温度。

图2简要描述了通过氧化空气中的污染物，例如挥发性有机化合物，形成水、二氧化碳和其它物质，来净化建筑物或交通工具10中的空气的空气净化系统20。污染物可以是可氧化物种例如一氧化碳，或可还原物种例如臭氧。举例来说，污染物可以是挥发性有机化合物或半挥发性有机化合物例如甲苯、丙醛、丁烯或乙醛。污染物也可以是醛类、酮类、醇类、芳香化合物、烯烃或烷烃。空气净化系统20可以在空气通过通道16被吸入HVAC系统14前将其净化，或可在其沿通道18进入建筑物或交通工具10的内部空间12前净化离开HVAC系统14的空气。空气净化系统20也可是单独的单位，而不与HVAC系统14一起应用。

风扇34通过入口22将空气吸入空气净化系统20。空气通过颗粒过滤器24，过滤器24通过阻止这些颗粒的流动来过滤灰尘或其它任何大颗粒。然后空气流过蜂窝结构28。在一个例子中，蜂窝结构28由铝或铝合金制成。图3简要描述了具有多个六边形开放通道或沟槽30的蜂窝结构28的正面图。所述多个开放通道30的表面涂有氧化钨/二氧化钛(WO₃/TiO₂)光催化涂层40，其被紫外光活化后，将吸附在氧化钨/二氧化钛光催化涂层40上的污染物氧化。如下面解释的，当空气流过蜂窝结构28的开放通道30时，空气中吸附在氧化钨/二氧化钛光催化涂层40表面的污染物就被氧化成二氧化碳、水和其它物质。

优选地，光催化剂是二氧化钛。在一个例子中，二氧化钛是Millennium二氧化钛，Degussa P-25，或同等二氧化钛。可是，应理解为也可应用其它光催化剂。例如光催化剂也可为ZnO，CdS，SrTiO₃，Fe₂O₃，V₂O₅，SnO₂，FeTiO₃，或PbO。另外，优选应用氧化钨作为涂层。可是，应理解为也可应用其它金属氧化物作为涂层。例如，金属氧化物可为ZnO，CdS，SrTiO₃，Fe₂O₃，V₂O₅，SnO₂，FeTiO₃，PbO，和其组合。这些金属氧化物也可与金属添加剂如金、银、钯、铂和钌结合。

位于连续蜂窝结构28之间的光源32将在开放通道30表面上的氧化钨/二氧化钛光催化涂层40活化。如所示，蜂窝结构28和光源32在空气净化系统20中交替排列。也就是紫外光源32位于每个蜂窝结构28之间。优选地，光源32是产生波长范围在180纳米至400纳米的光的紫外光源。

然后，已净化的空气通过出口36排出空气净化器。空气净化系统20的壁38优选衬有反射材料42。反射材料42将紫外光反射到蜂窝结构28的开放通道30表面。

用以低压降为特征的装置除去污染物公开在同时另案待审的临时专利申请序列号60/474638中，2003年5月29日提交，具有代理摘要号03-374，并且题为“低压降气相污染物去除”，在此将该公开完整引入作为参考。

图4a简要描述了制备氧化钨/二氧化钛光催化剂方法的流程图。制备含有大约1.0-3.0mg/ml仲钨酸铵((NH₄)₁₀W₁₂O₄₁)的溶液。优选地，该溶液含有大约2.0mg/ml仲钨酸铵。加入固定重量的二氧化钛62，并将其分散在仲钨酸铵溶液中形成悬浮液。

将得到的悬浮液搅拌64过夜，然后用带有分散发生器的均质器66均质约10-30分钟。在一个例子中，悬浮液在7500rpm的速度下均质，分散发生器具有30mm直径和15个狭缝。

干燥装置68，例如旋转真空蒸发器，将得到的悬浮液蒸发干。然后产物被进一步在真空70温度60-80℃下干燥过夜。优选地，产物在70℃温度下干燥。

然后通过在空气流或氧气和氩气混合气流中，以1-5℃每分钟的速率把产物加热到350-500℃焙烧72产物。优选地，产物以1.5℃每分钟的速率加热。优选在450℃温度下焙烧产物，因为这个温度可提供稍微更高的光催化活性。一旦达到了需要的温度，将该温度保持大约0.5-3小时。优选地，将该温度保持1小时。在氧气存在下，焙烧将仲钨酸铵分解为氧化钨、水和氨气。

图4b简要描述了将光催化产品涂到基底上的方法的流程图。作为例子，将生成的氧化钨/二氧化钛粉末加入蒸馏水74，形成25wt％水悬浮液。然后将悬浮液用带有分散发生器的均质器在7500rpm速度下均质7610-30分钟。然后将得到的氧化钨/二氧化钛浆液涂覆78到蜂窝结构28的表面上。优选地，蜂窝结构28预先用丙酮和甲醇清洁，以除去灰尘和油污，并将表面清洁以加强涂覆的涂层对蜂窝结构28的粘附。

用喷雾、电泳、浸渍涂布将悬浮液涂覆到蜂窝结构28的表面。当涂覆悬浮液后，干燥该悬浮液，从而在蜂窝结构28上形成均匀的氧化钨/二氧化钛光催化涂层40。

均质化过程对氧化钨/二氧化钛光催化涂层40的性能有很大影响。建议由均质器66产生的剪切力将大氧化钨/二氧化钛烧结块打碎为更小的颗粒，使光催化剂在蜂窝结构28上高度分散。所以，所需光催化剂负载可由已均质化的悬浮液的单一喷雾或浸渍过程完成。另外，光催化涂层具有好的粘附性能。当悬浮液被喷雾到蜂窝结构28上时，氧化钨/二氧化钛光催化剂高度分散在蜂窝结构28上，并且只需要单一涂层过程来沉积所需最小光催化负载量。

均质化过程对光催化涂层40重量负载量和总的性能具有很大影响。氧化钨/二氧化钛光催化涂层40的负载量范围为0.1mg/cm²至1.7mg/cm²，或等同于光催化涂层40具有1至20微米的厚度。优选地，氧化钨/二氧化钛光催化涂层40负载量范围为0.5mg/cm²至1.0mg/cm²，或等同于光催化涂层40具有4至8微米的厚度。通过采用单一喷雾或浸渍涂布过程，重量负载量大约为0.8mg/cm²，超过了光催化性能0.5mg/cm²的最小负载量。

在空气净化系统20工作时，光源32照射活化蜂窝结构28表面的氧化钨/二氧化钛光催化剂涂层40。当紫外光的光子被氧化钨/二氧化钛光催化剂涂层40吸收时，电子从价带跃迁到导带，在价带产生空穴。氧化钨/二氧化钛光催化剂涂层40必须在氧气和水存在下将污染物氧化为二氧化碳、水和其他物质。跃迁到导带的电子被氧气捕获。在价带的空穴与吸附在氧化钨/二氧化钛光催化剂涂层40上的水分子反应，生成活性羟基自由基。

当空气中的污染物吸附到氧化钨/二氧化钛光催化剂涂层40上时，羟基自由基攻击污染物，从污染物夺取氢原子。通过这种方法，羟基自由基将污染物氧化，产生水、二氧化碳和其它物质。

如图5所示，氧化钨/二氧化钛光催化剂涂层40的氧化钨高度分散，并在二氧化钛表面形成单层。采用x射线衍射和透射电子显微镜手段没有观察到氧化钨分开的相。相信氧化钨已经通过仲钨酸铵((NH₄)₁₀W₁₂O₄₁)与二氧化钛表面羟基的反应接枝到二氧化钛的表面。得到的氧化物完整单层可以以一个原子的厚度完全覆盖二氧化钛表面，或得到的部分氧化钨单层可部分覆盖二氧化钛表面。氧化钨在二氧化钛上更高的负载量(大于6mol％)可导致多层氧化钨在二氧化钛表面上，使催化剂活性降低。

在二氧化钛表面的氧化钨物种修改了二氧化钛的表面性质。例如，氧化钨/二氧化钛光催化剂涂层的pH值是1.7，而二氧化钛光催化剂涂层的pH值是9.5。将氧化钨负载在二氧化钛上使二氧化钛从弱碱性改变为强酸性。相信二氧化钛表面酸性的增强，增加了污染物分子对光催化剂表面的亲和性，从而增加了光催化剂的吸附强度。光催化活性被增强的吸附能力提高了。另外，表面酸性的增强增加了在表面的羟基基因密度，从而提供了增加数量的羟基自由基，有利于光催化反应。

光催化剂涂层40的二氧化钛含有金红石晶体相。在一个例子中，光催化剂涂层40的二氧化钛包括大约20％的金红石晶体相和大约80％的锐钛矿晶体相。

本发明的氧化钨/二氧化钛光催化剂涂层40对HVAC系统经常发生的湿度变化具有高的稳定性。典型地，建筑物内的HVAC系统14在10-60％的湿度范围工作。现有技术的二氧化钛涂层的光催化性能受空气中水蒸气的影响，因为水蒸气和气相污染物会竞争二氧化钛光催化剂上的吸附位。本发明的氧化钨/二氧化钛光催化剂相对水分子增强了污染物的亲和性。所以，湿度对于氧化钨/二氧化钛光催化剂涂层的氧化性能具有降低的影响。用另一种方式来说，氧化钨/二氧化钛光催化剂补偿了湿度影响。

图6描述了乙醛固有氧化速率作为相对湿度函数的曲线。如所示，现有技术的二氧化钛光催化剂和本发明的氧化钨/二氧化钛光催化剂的氧化速率随湿度增加都下降了。但是，氧化钨/二氧化钛光催化剂的氧化速率在所有湿度水平上都比二氧化钛光催化剂的氧化速率高。当湿度增加，氧化钨/二氧化钛光催化剂的光催化活性降低，其降低速率低于二氧化钛光催化活性的降低速率。

图7描述了丙醛固有氧化速率作为相对湿度函数的曲线。如所示，湿度对氧化钨/二氧化钛光催化剂上的氧化速率并没有很大的影响，并且当湿度增加，氧化速率保持稳定。现有技术的二氧化钛光催化剂氧化速率随湿度增加而降低。氧化钨/二氧化钛光催化剂的氧化速率再次在所有湿度水平上比二氧化钛光催化剂的氧化速率高。

图8描述了甲苯固有氧化速率作为相对湿度函数的曲线。如所示，湿度也对氧化钨/二氧化钛光催化剂的氧化速率没有很大影响，并且随湿度增加，氧化速率保持稳定。现有技术的二氧化钛光催化剂的氧化速率也随湿度增加保持相对稳定。但是，氧化钨/二氧化钛光催化剂的氧化速率在所有湿度水平上都比二氧化钛光催化剂的氧化速率高。

图9描述了丁烯固有氧化速率作为相对湿度函数的曲线。如所示，湿度对氧化钨/二氧化钛光催化剂的氧化速率有影响，并且氧化速率随湿度增加而降低。现有技术的二氧化钛光催化剂的氧化速率也随湿度增加而降低。但是，氧化钨/二氧化钛光催化剂的氧化速率在所有湿度水平上都比二氧化钛光催化剂的氧化速率高。

涂覆不同体积的仲钨酸铵悬浮液以达到在产物光催化剂中二氧化钛上氧化钨的不同负载量。在一个例子中，将6.396g二氧化钛分别加入含有大约2.0mg/ml仲钨酸铵的100ml，300ml，500ml悬浮液中。相应地，可在产物氧化钨/二氧化钛光催化剂中得到一系列1mol％，3mol％和5mol％的氧化钨负载量。

图10描述了光催化剂效率作为氧化物含量函数的曲线。如所示，对于丙醛、甲苯和丁烯的氧化，当氧化钨的浓度为大约2至4mol％时，氧化钨/二氧化钛光催化剂涂层具有最高的效率。当使用3mol％氧化钨/二氧化钛光催化剂时，氧化钨/二氧化钛光催化剂是现有技术二氧化钛光催化剂丙醛氧化固有反应速率的两倍。比起现有技术的二氧化钛光催化剂，甲苯氧化固有反应速率增加了80％。丁烯氧化的固有反应速率是现有技术二氧化钛光催化剂的三倍。

尽管对蜂窝结构28进行了阐释和描述，但应当理解氧化钨/二氧化钛光催化涂层40可以涂覆在任何结构上。蜂窝结构28的空隙形状典型地是六边形的，但应理解为也可采用其它空隙形状。当污染物在光源存在下吸附在结构的氧化钨/二氧化钛光催化涂层40上时，污染物就被氧化成水、二氧化碳和其它物质。

在被污染物j污染的室内空气中工作的空气净化器的有效效率定义如下：

${\mathrm{\η}}_{\mathrm{eff}}=1-(\mathrm{\Σ}{C}_j^0/\mathrm{\Σ}{C}_j^j)=1-(\mathrm{\Σ}{C}_j^0/C_T)$ 方程1

其中∑C_j ^j和∑C_j ⁰分别表示进入和排出反应器的污染物浓度的总和。

空气净化器的有效性可写作用每种污染物摩尔分数X_j加权的空气中每种污染物的效率的总和：

CADR_eff＝CADR₁X₁+CADR₂X₂+CADR₃X₃+...      方程2

用于空气净化的催化剂需要如方程2中描述的对空气中的所有物种有效，或更重要的对所有对空气质量重要的物种有效。摩尔分数X可以用权重因子Z代替，权重因子Z代表了物种对总的室内空气质量的重要性。在这种情况下，方程2变为：

CADR_eff＝CADR₁Z₁+CADR₂Z₂+CADR₃Z₃+...      方程3

一个可能的AQI权重因子是空气质量指数Z，表示为：

$Z_j=T_j^i/\mathrm{AQ}{I}^i$ 方程4

其中T是单个物种j对总的指数AQI的贡献。

定义空气净化性能的重要性在本发明中进行了阐述，其中催化剂性能是许多对室内空气质量重要的物种的加权总和，而不是单一物种。

本发明的光催化涂层40提高了空气净化系统20的有效清洁空气传送速率。另外，由于光催化涂层40对湿度变化具有高稳定性，所以湿度对有效清洁空气传送速率的有害影响就更小。

本发明的氧化钨/二氧化钛光催化剂有几个优点。其中一个是，氧化钨/二氧化钛光催化剂有高活性，与现有技术的二氧化钛光催化剂相比，极大提高了污染物固有反应速率。另外，氧化钨/二氧化钛光催化剂对HVAC系统的湿度变化具有高稳定性。最后，涂布方法节省成本，因为只需一轮浸渍过程的喷雾，就将需要的最小负载量0.5mg/cm²沉积到蜂窝结构28上。

前面的描述只是本发明原则的示例。本发明的许多修改和变化在上述教导范围内都是可能的。本发明的优选实施方式已经公开，但是，所有本领域技术人员将认识到一些修改将包含在本发明范围内。所以，应理解在附加的权力要求的范围内，本发明可以以具体描述之外的其它方式实施。由于这个原因，应研究以下权力要求来确定本发明真正的范围和内容。

Claims (30)

1.空气净化系统，包括：

基底；

金属氧化物/二氧化钛光催化剂涂层，包括二氧化钛上的单层氧化钨，并且所述光催化涂层涂覆在所述基底上；以及

活化所述氧化钨/二氧化钛光催化涂层的光源，和当被所述光源活化时，所述氧化钨/二氧化钛光催化涂层氧化在空气流中吸附在氧化钨/二氧化钛光催化涂层上的污染物。

2.如权力要求1所述的空气净化系统，其中从所述紫外光源发出的光子被所述氧化钨/二氧化钛光催化涂层吸收，形成活性羟基自由基，在氧气和水存在下氧化所述污染物。

3.如权力要求2所述的空气净化系统，其中所述活性羟基自由基将所述污染物氧化为水和二氧化碳。

4.如权力要求1所述的空气净化系统，其中所述污染物至少是可氧化物种和可还原物种中的一种。

5.如权力要求1所述的空气净化系统，其中所述可氧化物种是一氧化碳，并且所述可还原物种是臭氧。

6.如权力要求4所述的空气净化系统，其中所述污染物至少是甲苯、丙醛、丁烯、乙醛和其混合物中的一种。

7.如权力要求4所述的空气净化系统，其中所述污染物是一种挥发性有机物和半挥发性有机物，包括至少醛、酮、醇、芳香化合物、烯烃和烷烃中的至少一种。

8.如权力要求1所述的空气净化系统，其中所述基底是被固体分开的空隙阵列。

9.如权力要求8所述的空气净化系统，其中所述基底是铝和铝合金中的一种。

10.如权力要求8所述的空气净化系统，进一步包括多个基底和多个紫外光源，并且所述多个基底和所述多个紫外光源是交替排列的。

11.如权力要求1所述的空气净化系统，进一步包括颗粒过滤器以挡住所述空气流中的尘埃。

12.如权力要求1所述的空气净化系统，进一步包括将所述空气流吸入所述空气净化系统的风扇。

13.如权力要求1所述的空气净化系统，进一步包括机架，该空气净化系统在所述机架里面，并且所述机架衬有反射材料。

14.如权力要求1所述的空气净化系统，其中所述光源是紫外光源。

15.如权力要求14所述的空气净化系统，其中所述紫外光源产生范围在180纳米至400纳米的光。

16.如权力要求1所述的空气净化系统，其中所述涂层的负载量在0.01mg/cm²和1.7mg/cm²之间。

17.如权力要求1所述的空气净化系统，其中所述光催化剂在氧化钨/二氧化钛光催化涂层的反应速率上补偿湿度影响。

18.如权力要求1所述的空气净化系统，其中空气净化系统用于HVAC系统。

19.如权力要求1所述的空气净化系统，其中所述氧化钨/二氧化钛光催化涂层的二氧化钛含有金红石晶体相。

20.如权力要求1所述的空气净化系统，其中所述氧化钨单层完全覆盖所述二氧化钛。

21.如权力要求1所述的空气净化系统，其中所述氧化钨单层部分覆盖所述二氧化钛。

22.如权力要求1所述的空气净化系统，其中所述光催化涂层提高空气净化系统的有效清洁空气传送速率。

23.空气净化系统，包括：

基底；

涂覆在所述基底上的金属氧化物/二氧化钛光催化剂涂层，并且所述氧化钨/二氧化钛光催化涂层包含金红石晶体相；以及

活化所述氧化钨/二氧化钛光催化涂层的光源，和当被所述光源活化时，所述氧化钨/二氧化钛光催化涂层氧化空气流中吸附在所述氧化钨/二氧化钛光催化涂层上的污染物。

24.空气净化系统，包括：

具有入口和出口的容器；

在所述容器中的多孔基底；

把流体通过所述入口吸入所述容器，使所述流体流过所述多孔基底，并通过所述出口从该容器中排出该流体的装置；

氧化钨/二氧化钛光催化涂层，包括在二氧化钛上的氧化钨单层，并且所述氧化钨/二氧化钛光催化涂层涂覆在所述多孔基底上；和

活化所述光催化涂层的紫外光源，并且所述紫外光源的光子被所述氧化钨/二氧化钛光催化涂层吸收，该氧化钨/二氧化钛光催化涂层被所述紫外光源活化，形成活性羟基自由基，并且所述活性羟基自由基在水和氧气存在下，将吸附在所述氧化钨/二氧化钛光催化涂层上的所述流体中的污染物氧化成水和二氧化碳。

25.净化空气的方法，包括以下步骤：

将单层氧化钨/二氧化钛光催化涂层涂覆到基底上；

活化所述氧化钨/二氧化钛光催化涂层；

形成活性羟基自由基；

将空气流中的污染物吸附在所述氧化钨/二氧化钛光催化涂层上；并且

用所述羟基自由基将污染物氧化。

26.如权力要求25所述的方法，其中所述活化氧化钨/二氧化钛光催化涂层的步骤包括用紫外光源照射。

27.如权力要求25所述的方法，其中氧化所述污染物的步骤包括将所述污染物氧化为水和二氧化碳。

28.制作光催化剂悬浮液的方法，包括以下步骤：

制备光催化剂；

将水加入所述光催化剂，以制造光催化剂悬浮液；并且

然后均质化光催化剂悬浮液。

29.如权力要求28所述的方法，其中光催化剂悬浮液是25wt％的悬浮液。

30.如权力要求28所述的方法，进一步包括将所述光催化剂悬浮液的涂层涂覆到基底上的步骤，并且所述涂覆在单一步骤内进行。

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