【环境材料学】10室内空气净化材料

蜂窝状活性炭滤网采用现代最新科技手段将空气净化专用 优质活性碳粉末均匀种植在具有独特立体三维结构的聚氨酯泡 棉上制成的片（网）状吸附体，对臭味、异味、甲苯、甲醇、 细菌等有害物质和粉尘吸附性能良好，吸附容量大，外形呈蜂 窝状通孔结构，透气量大。
蜂窝状活性碳滤网是各种空气净化器、空调器、油烟净化 器等的最常用净化滤网，并在国外被用来作为床垫、枕芯、冰 箱除臭包等人性化的净化产品，广受市场欢迎。
静电+过滤+吸附=除尘+除菌+除有害气体(三除)
②化学式室内空气净化器。近年来，这种 空气净化器广泛用于除去室内空气中的有害气体， 以活性炭、氧化铝和分子筛等作为载体，浸泡某 些活性化学物质，或与这些化学物质混合，经过 一定工艺处理、成形，制成复合净化材料。对多 种臭气处理时，能起到催化分解、中和、吸附作 用，污染物浓度较低时，去除效果也很好。环境 温湿度变化不会引起脱附作用，可在温度低于 800℃，相对湿度小于85%条件下使用，使用寿命 较长。
纳米ZnO也是一种有潜力的空气净化 光催化剂。
近年来，低温等离子体光催化材料 用于控制室内污染成为一个新兴的研究热 点，它可用于脱硫脱硝、消除挥发性有机 化合物、净化汽车尾气、治理有毒有害化 合物等，但它不能彻底降解污染物，易引 起二次污染。
（3）生物吸附型净化材料 生物吸附型净化材料包括用微生物、植物、酶
粉尘的空气通过滤料时，粉尘就会与细孔四周的物 质相碰撞，或者扩散到四周壁上，被孔壁吸附而从 空气中分离出来，使空气净化。
主要由过滤集尘装置和送风机构成，集尘装 置用多层纤维的叠层材料、无纺布和滤纸作为滤料。 除尘效率取决于集尘装置的结构，效率较高。
家庭、办公室的悬浮颗粒物浓度很低，空气 净化器长时间运行，滤料表面也不会形成粉尘沉积 层，具有使用寿命长的特点。
10室内空气净化材料
室内空气污染，是继煤烟型污染、 光化学烟雾型污染后出现的第三代城 市大气污染问题。
室内空气污染所产生的年疾病率 已占全球疾病率的4%，与香烟和酒精 的影响相当，在疾病负担的危险因素 中排序第四，也是室外空气污染危险 因素的三倍。
10.1室内空气主要污染物及净化方法
物理污染物：颗粒污染物和放射性污染物 （如氡）两类。
（3）除气式室内空气净化器 能除去室内空气中有害气体的空气净化器，
按净化机理大体上又可分为如下几种： ①物理吸附式空气净化器。这种净化器用
多孔性、表面积大的活性炭、硅胶、氧化铝和分 子筛等作为有害气体吸附剂。气体与固体吸附剂 依靠范德华力的吸引作用而被吸附住。主要用于 除去空气中的氨气、二氧化硫、硫化氢和挥发性 有机物。这些材料对除去二氧化碳、一氧化碳的 效果不大，除臭也比较困难。
活性炭纤维
活性炭纤维床垫
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
活性炭纤维毡
活性炭纤维滤芯
（2）化学吸附型净化材料 具有化学吸附作用或催化反应为主的净化材料，
如以活性炭或沸石为载体，加进各种化学反应物质产生 化学反应的净化材料或采用氧化、还原、中和、离子交 换、光催化、络合等技术生产的净化材料。
纳米光催化材料是最有发展前途的一种室内空气 净化材料。如TiO2（1～100nm），在紫外光照射下，室 温条件下就能将许多有机污染物氧化成无毒无害的CO2 和H2O，且这个过程不需要其他化学辅助剂，反应条件 温和、二次污染小、运行成本低、可望利用太阳光为反 应光源，再加上纳米TiO2制备成本低、化学稳定性和抗 磨损性能良好，是目前最具发展前景的室内空气净化材 料。
活性炭、活性炭纤维、硅胶、沸石、多孔黏土矿 石、活性氧化铝及其它硅酸盐材料，其中又以颗 粒活性炭、含高锰酸钾的活性氧化铝及复合活性 炭纤维最常用。
近年来已研制出各种新型的活性炭，如蜂 窝状活性炭、球状活性炭、活性炭纤维（ACF） 和新型活性炭等。这些材料脱除室内污染物效率 高、富集功能强，适用于几乎所有的恶臭有害气 体的去除，因而是脱除有害气体比较常用的材料。
进行生物氧化、分解、吸收的净化材料。 生物技术具有投资少、操作管理简单、运行费
用低、安全可靠等优点，近年来人们运用其除臭、 处理氮氧化物废气与挥发性有机物废气，取得了一 定的成果。用生物技术来净化和处理废气已成为一 个热点研究课题。
目前，国外已广泛利用生物过滤技术来处理 低浓度、高流量的挥发性有机污染物和臭味气体， 尤其是对苯、甲苯、乙苯、二甲苯以及苯乙烯等的 处理。
由离子发生装置、集尘装置、送风机和电 源等部件构成。离子化装置采用阳极电晕放电 产生正离子，目的使尘粒迅速而有效的带正电 荷。用阳极电晕放电，并用细金属丝制作放电 电极，可以减少臭氧发生，避免产生二次污染。 除尘效率高达90%以上，能捕集小于0.01µm～ 0.1µm左右的微粒，压力损失小。
（2）机械式室内空气净化器 多用多孔性过滤材料把尘粒收集下来。含有
空气净化材料以粉体、纤维状、薄膜、 颗粒或块体等形式存在，可做成各种建筑材 料，或与风机联合使用，作为过滤或分解净 化带（层）。
目前我国市场上的室内空气净化材料 种类繁多。
按净化材料的特性分类： 基本上可以分为物理吸附型净化材料、 化学吸附型净化材料和生物吸附型净化材料 三大类。
（1）物理吸附型净化材料 以物理吸附为主的一类净化材料，包括颗粒
大体上，将室内空气净化器按除去 对象不同，可分为除尘式室内空气净化 器和除尘除气式室内空气净化器。
按除尘方式又可分为静电式室内空 气净化器和机械式室内空气净化器。
（1）静电式室内空气净化器 利用阳极电晕放电原理，使气流中的粉尘
带正电荷，然后借助库伦力作用，将带电粒子 捕集在积尘装置上，达到除尘净化空气的目的。
绿色植物自然吸附法广泛用于室内 空气净化。由于绿色植物对扩散进入室 内的污染物具有吸附、吸收和净化作用， 促进了室内污染物的转移、扩散，加快 了室内环境中污染物浓度的降低。
近年来，国内外学者根据绿色植物 对有机气体有选择性吸附的特性，对室 内主要有机污染气体的植物吸附开展了 广泛研究。
室内空气净化器：
室内空气污染物
化学污染物：主要有二氧化硫、二氧化氮、一氧化 碳、臭氧、甲醛、苯、甲苯、二甲苯和总挥发性有 机化合物等.
生物类污染物：与过敏性疾病有关，由室内的尘、 螨及动物皮毛、尘屑形成的过敏源，一般被认为 是过敏性疾病发作的主要原因。
净化方法：采用室内空气净化材料
室内空气净化材料：具有吸附、分解、 或离子交换等各种形式净化某种气体，净化 量大于挥发量并吸附速度大于脱附解吸速度 的材料通称为空气净化材料。