净化材料与室内污染治理的应用研究现状

净化材料与室内污染治理的应用研究现状

摘要：当今社会室内空气污染问题日益突出，人们意识到良好的室内环境将是生存的基本条件，有效的室内污染治理技术是越来越受到重视。本文通过对物理净化、化学净化、生物净化、负离子等净化材料及应用上的研究，总结出净化材料未来发展还是以复合净化材料研究为主，并结合净化辅助手段开发具有净化功能的材料以及设备。

关键词：净化材料室内污染治理

Abstract: In today’s society of indoor air pollution problems have be come increasingly prominent, people realized that a good indoor environment will be the basic conditions for survival, indoor pollution control technology get more and more attention. This paper study on physical purification, chemical purification, biological purification, anion pur

-ification materials and those applications，summed up the material for purifying the future development of the main compound purification of the Materials Research, combined with the purifying auxiliary means to the development of materials and equipment for purification.

Keywords: purifying material, indoor air pollution control

当今社会中，由于有机物在日常用品和建筑材料中的数量成倍增长，室内空气污染已经成为重要问题。其中，室内挥发性有机化合物（VOCs）的浓度已经高于室外浓度，人类更多时间处在室内环境中，所以对于公共健康来说，室内空气质量要比室外空气质量更为重要。恶劣的室内空气质量会引起一系列的病症，这被世界卫生组织定义为病态楼宇综合症，简称SBS（Sick Building Syndrome）。SBS的症状是：头疼、头昏、恶心、疲劳、鼻窦堵塞、目赤喉燥、胸闷气短，还伴有呼吸紊乱和咳嗽气喘、全身不适等。换句话说，它常常类似于办公室内空气短缺所引起的迹象或其他过敏、流感等病症。许多医学研究认为，这些病症主要来源于甲醛、VOCs的污染，如果长期处于这种状态下，将极大地影响人的生命健康。因此，室内空气污染问题越来越受到社会关注，其中室内空气的净化，以及污染的防治现已成为研究热点。本文从净化材料与室内空气污染治理应用等方面，综述了当前室内空气污染治理的主要研究进展，并对其做了展望。

1 室内空气净化材料研究进展

室内空气净化材料按照净化原理和材料性质来区分,可分为物理净化材料、化学净化材料、生物净化材料、负离子材料4大类。

1.1 物理净化材料

物理净化材料主要通过物理吸附原理对室内空气进行净化。活性炭，硅胶，沸石、活性氧化铝、分子筛等作为物理吸附材料，吸附法几乎适用于所有的气体污染治理, 但吸附效果取决于吸附剂性质、气体污染物种类和吸附系统的操作温度、湿度、压力等。虽然吸附法具有净化效率高、设备简单、操作方便等优点,但由于它只是将污染物和异味等从一种状态转化为另一种状态而不能彻底消除, 吸附饱和的吸附剂又成为二次污染源, 需再生处理才能再次利用。20世纪60年代, 活性炭纤维（AFC）首先由日本进行商业化生产，其具有形态多、有效吸附孔丰富、孔径分布均匀、吸附行程短、脱附速度快、吸附量大、易再生等优点,已被认为是21 世纪最优秀的环境材料之一[1]。

1.2 化学净化材料

化学类净化材料主要指采用氧化、还原、离子交换以及光催化等化学反应技术生产的净化材料。常用的化学净化材料有磺化碳、氧化铁、离子交换树脂、纳米TiO2等净化材料。其中磺化碳、氧化铁、离子交换树脂都是针对特点气体，而光催化材料具有广谱性。目前研究最多的是纳米TiO2，TiO2是一种N型半导体材料,其能带结构是不连续的,当受到能量大于或等于3.2eV的禁带宽度波长小于或等于387.5nm光线照射时,其价带上的电子被激发,越过禁带进入导带产生高能电子(e)和空位(h+),电子空位对扩散到TiO2表面上,并能穿过界面与吸附在TiO2表面上的物质发生氧化还原反应。空位具有极强的氧化能力,能够与水反应生成羟基自由基。电子具有还原性,与O2反应生成氧自由基，具有很强的还原能力。目前，笔者对该类材料进行试验发现，这类催化转化治理材料能有效分解甲醛、氨等有害气体,净化效果达到80%以上，而对苯、甲苯等有机物的分解能力也能达到30%以上，有净化空气的作用。

1.3 生物净化材料

生物材料主要是利用生物对室内空气中的污染物进行氧化分解[2], 最早生物过滤器应用于脱臭, 近年来随着对气体污染物治理技术研究的不断深入, 该方法逐步应用于气体污染物治理。该技术是基于微生物在好氧条件下能将有机污染物转化为H2O, CO2 和生物质[3] 。当臭味或有毒气体浓度较低时生物处理特别有效。但该方法缓慢, 微生物对有机物分解有选择性, 因此需要对微生物知识有综合了解, 而这一点是非常困难的。该类生物材料应用于室内还是比较少，目前大多数生物进化技术主要是以利用室内植物的自然吸附作用，以对室内空气进行污染净化。

1.4负离子材料

UNIS( Unpowered Negative Ion Supplier) 材料,即无动力负离子发生材料。它无需目前主要依赖的能源( 如电、声、光等能量的激发) 即可持久发挥释放负离子的作用[4]。负离子的释放不需要有外界能量的激发, 这些天然矿物质内部自身