室内甲醛污染及其净化技术研究进展
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简单成本低
臭氧本身是空气污染物，净化效率 低，且对环境的湿度和温度有很强 的要求
作者简介： 刘伟伟 （ 1987 － ） ，女，硕士研究生，研究方向： 大气污染控制。 通讯作者： 姚志良，副教授。
第 40 卷第 19 期
刘伟伟等： 室内甲醛污染及其净化技术研究进展
9
续表 1
等离子体 技术
常 温 常 压 进 行， 不会产生放射性 物质，去除率高
度时催化剂失活。在多数情况下，UV / TiO2 / O3 法对有机物的 降解效率高于 UV / O3 。王琨等［19］研究证明，O3 对室内空气中 其他污染物去除效果较好，但对甲醛的去除效果不明显。
2. 5 等离子体技术
等离子体技术工作原理： 在外加电场的作用下，介质放电 产生大量的高能电子，高能电子撞击甲醛分子发生反应，使其 降解。
另外，2005 年北京市朝阳区疾病预防中心［5］对随机抽取新 装修的 80 户住宅，进行室内甲醛含量的检测。结果显示大多 数住宅甲醛均超标。上海市环境科学研究院在 2009 ～ 2010 年， 对多家住宅进行了检测，结果显示甲醛超标率最高达 92% 。黄
伟等［6］对济宁市中区选取住宅小区装修组 150 间进行检测，结 果显示与标准限值相比甲醛的污染程度远高于 TVOC。由此可 见，我国室内甲醛的超标与危害已经非常普遍，针对新装修室 内甲醛开展净化迫在眉睫。
梅凡 民 等［8］ 利 用 Bothem 滴 定 法 分 别 测 定 HNO3 、H2 O2 、 NaOH 浸渍处理的活性炭表面酸性含氧官能团浓度，研究发现 酚羟基 能 够 显 著 影 响 活 性 炭 吸 附 甲 醛 的 效 果。蔡 健 等［9］ 用 HNO3 、NH3 － NH4 Cl、H2 O2 对 ACF 表面改性，动态吸附实验 发现用 H2 O2 改性后对甲醛的吸附效果最佳。王文超等［10］通过 超声促进高锰酸钾浸渍和氮气气氛热处理制备了负载锰氧化物 的活性炭，当高锰酸钾溶液的质量浓度为 1. 25% 、热处理温度 为 650 ℃ 时，甲醛吸附量最大达 5. 51 mg / g。Haiqin Rong 等［11］ 通过氨基苯甲酸浸渍 AFC，结果表明经改性后的 AFC 对甲醛的 吸附性能增加显著。
蒋洁敏等［20］指出利用介质阻挡放电 （ DBD） 产生的非平 衡态等离子体处理大气污染物是 20 世纪 60 年代以来研究的新 领域。李歆等［21］利用高频电容藕合等离子体处理甲醛气体，可 使甲醛去除率达 97. 04% 以上。
2. 6 光催化法
光催化法主要是利用催化剂的光催化性，氧化吸附在催化 剂表面的甲醛产生 CO2 和 H2 O。耿启金等［22］以掺加纳米 TiO2 制备的光催化建筑涂料为催化剂，研究表明其具有较高的光催 化降解甲醛的活性，1 h 甲醛的降解率可达 70% 左右。
低能 耗、反 应 物 损失 较 少，传 质 面积 较 大，副 反 应少，操作方便， 易于实现工业化
膜分离器密封性、膜材料稳定性问 题
2. 1 吸附法
吸附法的工作原理： 靠物理吸附、改性后化学吸附作用将 甲醛气体吸附于吸收物质表面。Curling 等［7］研究发现羊毛纤维 可以有效吸附大气中的甲醛，如将其用于纺织品和绝缘材料中 可能成为减少空气甲醛一个现实的方法。
在国外，日本的田中茂［27］利用膜吸收技术原理，发明了气 体中气态污染物的去除装置，提高装置单位体积的处理效率。 韩国的 In － Hyoung Chang 等［28 － 29］ 利用膜吸收技术，自制一个 高效的环形扩散洗涤器 （ DS） 收集水溶性微量大气气体，将其 和离子色谱 （ IC） 连用成功开发检测微量 SO2 和一个自动化的 同时 测 定 大 气 中 低 分 子 量 脂 肪 胺 及 氨 的 检 测 系 统。 Frank Schuette 等［30］利用膜吸收原理和高效液相色 （ HPLC － UV） 连 用，开发测定大气中有机羰基化合物的检测系统。
朱振中等［25］以 NaHSO3 为吸收液考察膜吸收技术处理高浓 度甲醛废气的去除效果，当甲醛浓度为 566 mg / m3 时，甲醛出 气浓度可低至 2. 8 mg / m3 。万新水等［26］选用无机、直链饱和一 元醇和直链一元卤代烷烃三类吸收剂，利用膜吸收技术处理高 浓度甲醛废气去除率均可达 90% ，并证实膜吸收技术在甲醛废 气资源化处理的可行性。
运行成本、维护费用高，中间产物 造成的二次污染。受反应器的类型 与结构、温 度、电 源 强 度 等 影 响， 效果不稳定
光催化法 膜吸收法
不需要其他化学 助剂，常温常压， 反应 彻 底，无 二 次污染
太阳能 利 用 率 低， 效 率 受 环 境 湿 度、温度等影响较大，催化剂活性 不高、易失活、固定化等问题，价 格昂贵难以普及
2 甲醛净化技术的研究
通过大量查阅国内外相关文献，对单一甲醛净化方法作了 系统的总结和对比，见表 1。
表 1 常用甲醛净化方法对比 Tab. 1 Contrast with common methods of formaldehyde purification
净化方法
优点
缺点
吸附法
吸 附 操 作 简 单， 效率较 低， 需 定 期 更 换 运 行 费 用
1 室内甲醛的污染现状
为改善室内环境，保障人们的身体健康，我国按照 GB / T 18883 － 2002 所作规定，甲醛最高允许浓度 0. 1 mg / m3 。
张赐华等［2］ 2011 年对我国新装修室内空气污染物进行了 检测，结果表明： 甲醛、TOVC、苯的不合格率分别为 60. 2% 、 23. 0% 、8. 8% 。徐江岑等［3］ 通过问卷调查与现场检测，测定 的普通居民住宅中 26 个房间样本，甲醛合格率仅为 30. 8% 。 庄晓虹等［4］对室内空气采样研究表明，房屋装修后 12 个月内 甲醛浓度随时间呈非线性递减： y = 0. 27713 － 0. 19972x + 0. 07974x2 － 0. 01167x3 + 0. 00052561x4
赵桂芳等［23］制备了三元复合催化剂 CO2+ － SiO2 － TiO2 ，在 紫外灯照射下，对初始浓度为 2. 2 mg / m3 甲醛的去除效率为 88% ，比 SiO2 － TiO2 的催化效率提高了约 10% 。赵延军等［24］ 采用自制的复合型催化剂，在四盏紫外灯照射，对低浓度甲醛 的去除率达到 87% 。
Key words： formaldehyde； purification； research advance
甲醛在室温下是一种无色、有强烈刺激性的气体，易溶于 水、醇、醚等有机溶剂，常用作黏合剂用于建筑装饰材料。室 内装修方兴未艾，甲醛己成为室内空气中最主要污染物。1995 年国际癌症研究中心 （ IARC） 将甲醛确定为可致癌物，2004 年 IARC 将甲醛上升为一级致癌物［1］。在我国有毒化学品优先 控制的名单上甲醛居于第二位。由甲醛引发的室内环境污染带 来的健康问题已日益成为公众瞩目的新热点，因此，研究低污 染技术和安全有效的净化手段已是当务之急。
2. 7 膜吸收技术
膜吸收技术工作原理： 气体通过膜微孔进行气相液相交替 叠层配置，被吸收去除。常温下反应不需加热，不必像光催化 法那样外加紫外光源，比起目前常见的固体吸附法，吸收剂更 便于家庭随时更换，操作简单利于推广。
我国膜吸收技术最初最广泛应用在水处理技术方向，其用 于处理氨氮废水、氰化物废水、海水脱硫等研究已有报道。另 外，随着膜吸 收 技 术 的 日 益 成 熟 化，其 处 理 有 毒 有 害 气 体 （ CO2 、H2 S、SO2 、NO2 、NH3 、苯废气等） 国内外均也有报道。
2. 2 化学吸收法
化学吸收法是利用与甲醛发生化学反应的物质处理甲醛。 如胺基、羟基和活泼氢等。Jiao 等［12］以 Na2 SO3 溶液作为吸收 剂去除甲醛，研究表明 Na2 SO3 溶液对于 ppb 级浓度的甲醛有 着较高的去除效果。
朱玉玲等［13］采用化学吸收法去除室内甲醛，用液相吸收法 研究硫酸铜、硝酸银、茶叶水对甲醛的去除效率都有很好的去 除效率，且茶叶水更优。
2. 3 生物法
生物法是利用微生物的生长代谢作用将甲醛转变为简单的 无机物或同化为细胞体本身的成分。吕阳等［14］采用生物滴滤塔 处理甲醛废气，去除率可达 99% 。
齐瑞颖等［15］采 用 固 定 化 微 生 物 技 术 制 成 的 海 藻 酸 钙 凝 胶 小球对甲醛有去除作用，海藻酸钙凝胶小球包埋恶臭假单胞菌 与填料结合可制成生物过滤器，其对甲醛的去除效率可达 86% ～ 91% 。Prado 等［16］采用串联的两级生物反应器去除混合气中 的甲醛等气体，其去除效果近 100% 。
醛的污染现状进行了概括； 对近年来国内外甲醛净化技术的研究进行比较和归纳，对已有研究存在的问题进行了总结，并对我国 未来相关研究进行了展望。
关键词： 甲醛； 净化； 研究进展
中图分类号： X － 1
文献标识码： A
文章编号： 1001 － 9677（ 2012） 19 － 0008 － 04
Review on the Study of Interior Formaldehyde Pollution and Purification Technic
2. 4 臭氧氧化法
臭氧氧化法是利用臭氧的强氧化性将甲醛氧化为 CO2 和 H2 O。汪耀珠 等［17］ 利 用 臭 氧 氧 化 法 对 初 始 浓 度 为 3. 03 ～ 8. 7 mg / m3 甲醛进行去除，效率为 41. 74% 。
Zhang 等［18］在 254 nm 紫外光照射下，比较了 UV / O3 、UV / TiO2 、UV / TiO2 / O3 对低浓度 VOCs 的降解，实验发现臭氧添加 到光催化过程中能大幅提高降解效率，且能够防止在高进口浓
LIU Wei － wei，YAO Zhi － liang （ Beijing Technology and Business University，Beijing 100048，China）
Abstract： With the rapid development of the construction industry，interior decoration was increasing popularity， which caused indoor formaldehyde pollution，and became the focus of the researchers. The indoor formaldehyde pollution status was synthesized． The methods of purifying formaldehyde at home and abroad in recent years were summarized and compared，and the future study of our country related research was prospected according to the problems of current purification technic.
第 40 卷第 19 期 2012 年 10 月
广州化工 Guangzhou Chemical Industry
Vol. 40 No. 19 October. 2012
专论与综述
室内甲wk.baidu.com污染及其净化技术研究进展
刘伟伟，姚志良
( 北京工商大学，北京 100048)
摘 要： 随着我国建筑业的迅速发展，室内装修日益普及，由此引发的室内甲醛污染问题备受人们关注。本综述对室内甲
方便
高，吸附可逆、易产生二次污染
去除 率 高， 能 长 其与甲醛反应后的物质难以回收利
化学吸收法
期有效的去除
用，可能会造成二次污染
生物法
费用 低， 处 理 效 对外部环境因素如温度、pH 等反应
率高，安全性好， 敏感，易中毒失活如 氧 化 不 完 全，
无二次污染
可能产生毒性更强副产物
氧化 彻 底，设 备 臭氧氧化法
臭氧本身是空气污染物，净化效率 低，且对环境的湿度和温度有很强 的要求
作者简介： 刘伟伟 （ 1987 － ） ，女，硕士研究生，研究方向： 大气污染控制。 通讯作者： 姚志良，副教授。
第 40 卷第 19 期
刘伟伟等： 室内甲醛污染及其净化技术研究进展
9
续表 1
等离子体 技术
常 温 常 压 进 行， 不会产生放射性 物质，去除率高
度时催化剂失活。在多数情况下，UV / TiO2 / O3 法对有机物的 降解效率高于 UV / O3 。王琨等［19］研究证明，O3 对室内空气中 其他污染物去除效果较好，但对甲醛的去除效果不明显。
2. 5 等离子体技术
等离子体技术工作原理： 在外加电场的作用下，介质放电 产生大量的高能电子，高能电子撞击甲醛分子发生反应，使其 降解。
另外，2005 年北京市朝阳区疾病预防中心［5］对随机抽取新 装修的 80 户住宅，进行室内甲醛含量的检测。结果显示大多 数住宅甲醛均超标。上海市环境科学研究院在 2009 ～ 2010 年， 对多家住宅进行了检测，结果显示甲醛超标率最高达 92% 。黄
伟等［6］对济宁市中区选取住宅小区装修组 150 间进行检测，结 果显示与标准限值相比甲醛的污染程度远高于 TVOC。由此可 见，我国室内甲醛的超标与危害已经非常普遍，针对新装修室 内甲醛开展净化迫在眉睫。
梅凡 民 等［8］ 利 用 Bothem 滴 定 法 分 别 测 定 HNO3 、H2 O2 、 NaOH 浸渍处理的活性炭表面酸性含氧官能团浓度，研究发现 酚羟基 能 够 显 著 影 响 活 性 炭 吸 附 甲 醛 的 效 果。蔡 健 等［9］ 用 HNO3 、NH3 － NH4 Cl、H2 O2 对 ACF 表面改性，动态吸附实验 发现用 H2 O2 改性后对甲醛的吸附效果最佳。王文超等［10］通过 超声促进高锰酸钾浸渍和氮气气氛热处理制备了负载锰氧化物 的活性炭，当高锰酸钾溶液的质量浓度为 1. 25% 、热处理温度 为 650 ℃ 时，甲醛吸附量最大达 5. 51 mg / g。Haiqin Rong 等［11］ 通过氨基苯甲酸浸渍 AFC，结果表明经改性后的 AFC 对甲醛的 吸附性能增加显著。
蒋洁敏等［20］指出利用介质阻挡放电 （ DBD） 产生的非平 衡态等离子体处理大气污染物是 20 世纪 60 年代以来研究的新 领域。李歆等［21］利用高频电容藕合等离子体处理甲醛气体，可 使甲醛去除率达 97. 04% 以上。
2. 6 光催化法
光催化法主要是利用催化剂的光催化性，氧化吸附在催化 剂表面的甲醛产生 CO2 和 H2 O。耿启金等［22］以掺加纳米 TiO2 制备的光催化建筑涂料为催化剂，研究表明其具有较高的光催 化降解甲醛的活性，1 h 甲醛的降解率可达 70% 左右。
低能 耗、反 应 物 损失 较 少，传 质 面积 较 大，副 反 应少，操作方便， 易于实现工业化
膜分离器密封性、膜材料稳定性问 题
2. 1 吸附法
吸附法的工作原理： 靠物理吸附、改性后化学吸附作用将 甲醛气体吸附于吸收物质表面。Curling 等［7］研究发现羊毛纤维 可以有效吸附大气中的甲醛，如将其用于纺织品和绝缘材料中 可能成为减少空气甲醛一个现实的方法。
在国外，日本的田中茂［27］利用膜吸收技术原理，发明了气 体中气态污染物的去除装置，提高装置单位体积的处理效率。 韩国的 In － Hyoung Chang 等［28 － 29］ 利用膜吸收技术，自制一个 高效的环形扩散洗涤器 （ DS） 收集水溶性微量大气气体，将其 和离子色谱 （ IC） 连用成功开发检测微量 SO2 和一个自动化的 同时 测 定 大 气 中 低 分 子 量 脂 肪 胺 及 氨 的 检 测 系 统。 Frank Schuette 等［30］利用膜吸收原理和高效液相色 （ HPLC － UV） 连 用，开发测定大气中有机羰基化合物的检测系统。
朱振中等［25］以 NaHSO3 为吸收液考察膜吸收技术处理高浓 度甲醛废气的去除效果，当甲醛浓度为 566 mg / m3 时，甲醛出 气浓度可低至 2. 8 mg / m3 。万新水等［26］选用无机、直链饱和一 元醇和直链一元卤代烷烃三类吸收剂，利用膜吸收技术处理高 浓度甲醛废气去除率均可达 90% ，并证实膜吸收技术在甲醛废 气资源化处理的可行性。
运行成本、维护费用高，中间产物 造成的二次污染。受反应器的类型 与结构、温 度、电 源 强 度 等 影 响， 效果不稳定
光催化法 膜吸收法
不需要其他化学 助剂，常温常压， 反应 彻 底，无 二 次污染
太阳能 利 用 率 低， 效 率 受 环 境 湿 度、温度等影响较大，催化剂活性 不高、易失活、固定化等问题，价 格昂贵难以普及
2 甲醛净化技术的研究
通过大量查阅国内外相关文献，对单一甲醛净化方法作了 系统的总结和对比，见表 1。
表 1 常用甲醛净化方法对比 Tab. 1 Contrast with common methods of formaldehyde purification
净化方法
优点
缺点
吸附法
吸 附 操 作 简 单， 效率较 低， 需 定 期 更 换 运 行 费 用
1 室内甲醛的污染现状
为改善室内环境，保障人们的身体健康，我国按照 GB / T 18883 － 2002 所作规定，甲醛最高允许浓度 0. 1 mg / m3 。
张赐华等［2］ 2011 年对我国新装修室内空气污染物进行了 检测，结果表明： 甲醛、TOVC、苯的不合格率分别为 60. 2% 、 23. 0% 、8. 8% 。徐江岑等［3］ 通过问卷调查与现场检测，测定 的普通居民住宅中 26 个房间样本，甲醛合格率仅为 30. 8% 。 庄晓虹等［4］对室内空气采样研究表明，房屋装修后 12 个月内 甲醛浓度随时间呈非线性递减： y = 0. 27713 － 0. 19972x + 0. 07974x2 － 0. 01167x3 + 0. 00052561x4
赵桂芳等［23］制备了三元复合催化剂 CO2+ － SiO2 － TiO2 ，在 紫外灯照射下，对初始浓度为 2. 2 mg / m3 甲醛的去除效率为 88% ，比 SiO2 － TiO2 的催化效率提高了约 10% 。赵延军等［24］ 采用自制的复合型催化剂，在四盏紫外灯照射，对低浓度甲醛 的去除率达到 87% 。
Key words： formaldehyde； purification； research advance
甲醛在室温下是一种无色、有强烈刺激性的气体，易溶于 水、醇、醚等有机溶剂，常用作黏合剂用于建筑装饰材料。室 内装修方兴未艾，甲醛己成为室内空气中最主要污染物。1995 年国际癌症研究中心 （ IARC） 将甲醛确定为可致癌物，2004 年 IARC 将甲醛上升为一级致癌物［1］。在我国有毒化学品优先 控制的名单上甲醛居于第二位。由甲醛引发的室内环境污染带 来的健康问题已日益成为公众瞩目的新热点，因此，研究低污 染技术和安全有效的净化手段已是当务之急。
2. 7 膜吸收技术
膜吸收技术工作原理： 气体通过膜微孔进行气相液相交替 叠层配置，被吸收去除。常温下反应不需加热，不必像光催化 法那样外加紫外光源，比起目前常见的固体吸附法，吸收剂更 便于家庭随时更换，操作简单利于推广。
我国膜吸收技术最初最广泛应用在水处理技术方向，其用 于处理氨氮废水、氰化物废水、海水脱硫等研究已有报道。另 外，随着膜吸 收 技 术 的 日 益 成 熟 化，其 处 理 有 毒 有 害 气 体 （ CO2 、H2 S、SO2 、NO2 、NH3 、苯废气等） 国内外均也有报道。
2. 2 化学吸收法
化学吸收法是利用与甲醛发生化学反应的物质处理甲醛。 如胺基、羟基和活泼氢等。Jiao 等［12］以 Na2 SO3 溶液作为吸收 剂去除甲醛，研究表明 Na2 SO3 溶液对于 ppb 级浓度的甲醛有 着较高的去除效果。
朱玉玲等［13］采用化学吸收法去除室内甲醛，用液相吸收法 研究硫酸铜、硝酸银、茶叶水对甲醛的去除效率都有很好的去 除效率，且茶叶水更优。
2. 3 生物法
生物法是利用微生物的生长代谢作用将甲醛转变为简单的 无机物或同化为细胞体本身的成分。吕阳等［14］采用生物滴滤塔 处理甲醛废气，去除率可达 99% 。
齐瑞颖等［15］采 用 固 定 化 微 生 物 技 术 制 成 的 海 藻 酸 钙 凝 胶 小球对甲醛有去除作用，海藻酸钙凝胶小球包埋恶臭假单胞菌 与填料结合可制成生物过滤器，其对甲醛的去除效率可达 86% ～ 91% 。Prado 等［16］采用串联的两级生物反应器去除混合气中 的甲醛等气体，其去除效果近 100% 。
醛的污染现状进行了概括； 对近年来国内外甲醛净化技术的研究进行比较和归纳，对已有研究存在的问题进行了总结，并对我国 未来相关研究进行了展望。
关键词： 甲醛； 净化； 研究进展
中图分类号： X － 1
文献标识码： A
文章编号： 1001 － 9677（ 2012） 19 － 0008 － 04
Review on the Study of Interior Formaldehyde Pollution and Purification Technic
2. 4 臭氧氧化法
臭氧氧化法是利用臭氧的强氧化性将甲醛氧化为 CO2 和 H2 O。汪耀珠 等［17］ 利 用 臭 氧 氧 化 法 对 初 始 浓 度 为 3. 03 ～ 8. 7 mg / m3 甲醛进行去除，效率为 41. 74% 。
Zhang 等［18］在 254 nm 紫外光照射下，比较了 UV / O3 、UV / TiO2 、UV / TiO2 / O3 对低浓度 VOCs 的降解，实验发现臭氧添加 到光催化过程中能大幅提高降解效率，且能够防止在高进口浓
LIU Wei － wei，YAO Zhi － liang （ Beijing Technology and Business University，Beijing 100048，China）
Abstract： With the rapid development of the construction industry，interior decoration was increasing popularity， which caused indoor formaldehyde pollution，and became the focus of the researchers. The indoor formaldehyde pollution status was synthesized． The methods of purifying formaldehyde at home and abroad in recent years were summarized and compared，and the future study of our country related research was prospected according to the problems of current purification technic.
第 40 卷第 19 期 2012 年 10 月
广州化工 Guangzhou Chemical Industry
Vol. 40 No. 19 October. 2012
专论与综述
室内甲wk.baidu.com污染及其净化技术研究进展
刘伟伟，姚志良
( 北京工商大学，北京 100048)
摘 要： 随着我国建筑业的迅速发展，室内装修日益普及，由此引发的室内甲醛污染问题备受人们关注。本综述对室内甲
方便
高，吸附可逆、易产生二次污染
去除 率 高， 能 长 其与甲醛反应后的物质难以回收利
化学吸收法
期有效的去除
用，可能会造成二次污染
生物法
费用 低， 处 理 效 对外部环境因素如温度、pH 等反应
率高，安全性好， 敏感，易中毒失活如 氧 化 不 完 全，
无二次污染
可能产生毒性更强副产物
氧化 彻 底，设 备 臭氧氧化法