室内空气净化材料净化原理及分类概述

室内空气净化材料净化原理及分类概述

王志霞，张　芳，董志勇，杨志光

（中国建筑科学研究院有限公司，北京 100013）

【摘要】根据净化材料的净化原理，对室内空气净化材料进行了分类，分为物理性净化材料、化学性净化材料、生物性净化材料和复合性净化材料。同时对每种净化材料的优缺点进行了介绍。

【关键词】空气净化材料；物理性；化学性；生物性；复合性

【中图分类号】 TU834.8；X51 【文献标志码】 A 【文章编号】 1671－3702（2018）04－0087－03

0　引　言

随着人民生活水平的提高，室内装饰装修材料和家居制品的大量使用，室内装饰装修及家居制品引起的室内空气污染物超标也日益突出。据笔者单位的检测数据，按 GB/T 18883－2002《室内空气质量标准》检测新装修后的室内空气质量，其超标率达到了约 80 %。为了消除或减少室内空气污染，室内空气净化技术营运而生，空气净化作为一个新兴产业，日益兴起，其主流的产品是动力性的空气净化器和静态性的空气净化材料。目前生产化学处理剂（净化材料）的企业已达 1 000 多家，60 % 的装饰装修材料厂家具有净化功能材料产品。目前市场上有近千种室内空气净化材料，种类繁多，本文将根据室内空气净化材料的净化机理对空气净化材料

基金项目：中国建筑科学研究院有限公司自筹基金课题“室内空气净化材料净化性能及环保性能研究”

作者简介：王志霞，女，高级工程师，研究方向为建筑环境和建筑材料检测技术。进行分类。同时对每种室内空气净化材料的优缺点进行介绍。

根据室内空气净化材料的净化机理，可以分为四大类，物理性净化材料、化学性净化材料、生物性净化材料和复合性净化材料。

1　物理性净化材料

物理性净化材料主要包括孔状材料和静电式材料，孔状材料主要是通过其本身的多孔性来吸附室内的空气污染物，其典型的材料是活性炭、硅藻泥、各种过滤网、沸石、硅胶、分子筛等。

活性炭是在空气净化领域应用最广的一类材料，其特点是比表面积大，空隙结构发达，具有很强的吸附能力，且可以再生。活性炭的孔径为 5～500 μm，孔内总表面积高达 700～2 300 m2/g，可以吸附室内空气中的甲醛、苯系物和 VOC。这种吸附材料的优点是有一定的吸附作用，不会产生二次污染物；缺点是活性炭吸附效率

The Summary of Theory and Classification for Indoor Air Purification Materials WANG Zhixia，ZHANG Fang，DONG Zhiyong，YANG Zhiguang

（China Academy of Building Research，Beijing 100013，China）

Abstract：According to purification theory of air purification materials，indoor air purification materials can be divided into four types，including physical purification materials，chemical purification materials，biological purification materials and complex purification materials. Meanwhile，this paper introduced the advantage and shortcoming of each material.

Keywords：air purification materials；biological；chemical；biological；complex

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较低、吸附达到饱和后，不会再产生吸附作用，需要高温脱附后才能重新起到吸附作用。

硅藻泥是近几年兴起的内墙装饰装修材料，是一种由天然硅藻土或加工后的硅藻土、无机胶凝材料以及无机功能填料、助剂复合配制的环境友好型内墙装修装饰材料，由于良好的施工性和可塑性，大家习惯叫“硅藻泥”。硅藻材料按其形态分为干粉硅藻泥、水性硅藻泥和硅藻板。硅藻泥的吸附作用是通过硅藻土的孔隙来实现的，硅藻土的孔径为 50～3 000 nm，孔隙率达 80 %～90 %，具有强大的吸附能力，可以吸附水分和甲醛等有害物质，具有很好的调湿和空气净化作用，但是不添加其他净化材料的硅藻泥只具有物理吸附作用，不能分解甲醛等有害物质。

过滤网主要用于空气净化器上，过滤网典型的是 HEPA 网，HEPA 网的特点是可以过滤掉微小的颗粒，对于 0.3 μm 的有效率达到 99.998 %，HEPA 过滤网主要过滤介质为活性炭，一般由亚玻璃纤维膜构成，形成波浪状，其特点是具有物理吸附作用，对 PM 2.5 具有很强的吸附能力，但不能分解掉甲醛等有害物质。

静电式材料主要用于空气净化器上，其原理是此种材料具有静电吸附装置，此装置在高压的作用下可以形成很强的静电场，当空气中的颗粒物经过静电场时将带上正电荷被吸附到负极板上，从而实现对细颗粒物的捕集，达到净化空气的作用。此种材料对于 PM 2.5 具有很强的祛除作用，净化效率高，但缺点是易产生臭氧，引起二次污染。

2　化学性净化材料

化学性净化材料主要是通过氧化、还原、络合、催化等化学反应技术原理而产生的净化材料。

目前市场上典型的光催化材料是光触媒，光触媒的反应原理是在光照下，空气中的有机污染物发生光催化反应，生成水（H2O）和二氧化碳（CO2），从而达到净化有机污染物的作用。目前光触媒材料主要以纳米二氧化钛（TiO2）为主要原料，此类材料同时拥有高效的光催化活性，热稳定性好，价格低廉，对人体无毒、无害、无二次污染等特点，使其成为新兴的环保材料。光触媒没有温度限制，在常温下就可以发生氧化还原反应。但是纯 TiO2 光催化材料必须在光照下才能发挥作用，对于隐蔽部位（无法获得光照）的空气污染物无法净化，必须增加紫外灯来增加光照才能发挥作用。

随着科学技术研究发展，化学性净化材料出现了各种不同类型的净化材料，例如负离子材料、冷触媒（非金属掺杂二氧化钛，实现无光催化作用）、金属锰复合净化材料、氧化钨净化处理剂等。

化学性空气净化材料的优点是净化效果好，不是吸附化学污染物，而是分解有机污染物；缺点是此类材料的分解持久性还有待研究。另外某些生产厂家为了片面增加净化性能而添加其他物质而引起二次污染，在实际的检测中发现，有一些空气净化材料在净化甲醛的同时会引起挥发性有机化合物（VOC）、氨浓度超标，例如焦点访谈栏目“原生钛”产品在净化污染物的同时释放氨，引起氨浓度超标。

3　生物性净化材料

生物性净化材料包括植物净化和生物酶净化。植物净化是利用盆栽观叶植物的吸收代谢作用；观赏植物净化空气的研究首先是在美国于 20 世纪 80 年代开始的，美国航天局的科学家经过多次试验证明了吊兰、芦荟、常青藤等对甲醛、苯等气体能有效的去除。国内对于这方面的试验最早始于 20 世纪 90 年代。1996 年胡海红等[1]通过试验认为 7 种绿色观叶植物（复叶波士顿蕨、鹅掌柴、大叶喜林芋、吊兰、银苞芋、心叶喜林芋及漫生淑草）都有明显的对甲醛的吸收能力。周晓晶等[2] 对13种观赏植物吸收甲醛能力进行了测定，单位叶面积吸收甲醛能力大小为花叶万年青（2.78 mg/m2）>合果芋（2.53 mg/m2）>香兰（2.00 mg/m2）>银后万年青（1.44 mg/m2）>虎尾兰（1.43 mg/m2）>白鹤芋（1.26 mg/ m2）>黄金葛绿萝（1.24 mg/m2）>袖珍椰子（1.14 mg/m2）>吊兰（0.79 mg/m2）>香龙血树（0.39 mg/m2）>太阳神（0.21 mg/m2）>芦荟（0.13 mg/m2）>鹅掌柴（0.05 mg/ m2）。在人们的日常生活中，很多人也在家里摆放绿叶植物来净化室内空气污染物，但是其净化效率一般比较低，是被动的长期性的净化，不能短时间内清除污染物，另外有些植物也是不适宜长时间放置在房间内，会对人们的睡眠及免疫系统产生不良影响，会引起人体的过敏反应。总之，植物净化空气方法目前研究尚不成熟，研究不够系统全面。

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