吸附材料對VOC凈化性能研究

鄧俊杰,胡雋雋,單丹丹,程健

(安徽江淮汽車集團股份有限公司技術中心，安徽合肥 230601)

0 引言

車內VOC(Volatile Organic Compounds)對駕乘人員健康存在不利[1]。對于車內散發(fā)的苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯、甲醛、乙醛、丙烯醛8項有害物質，我國已制定GB/T 27630-2011《乘用車內空氣質量評價指南》(強標修訂中)進行管控[2]；車輛在放置較長時間內VOC仍會進行集聚[3]，因此如何對已揮發(fā)的VOC進行凈化研究具有重要意義，但此方面的研究較少[4-5]。作者采用活性炭纖維布和硅膠吸附墊兩種材料對整車及含額定揮發(fā)物質的采樣袋中VOC凈化效果進行研究，探索改善VOC新方法。

1 實驗部分

1.1 原材料

所用原材料包括：活性炭纖維布(32 cm×25 cm)，市售；硅膠吸附墊，市售；苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯、甲醛、乙醛，色譜純。

1.2 主要儀器設備

所用主要儀器設備包括：離子分子反應質譜儀(簡稱快檢設備)，北京帕莫瑞科技有限公司生產；氣相色譜質譜聯(lián)用儀(GC-MS)和高效液相色譜儀(HPLC)，安捷倫科技有限公司生產；整車VOC環(huán)境艙和零部件VOC環(huán)境艙，東莞市升微機電設備科技有限公司生產；2 000 L袋子，寧波環(huán)測實驗器材有限公司生產。

1.3 凈化研究實驗過程

整車VOC凈化研究過程。參考HJ/T 400-2007《車內揮發(fā)性有機物和醛酮類物質采樣測定方法》，在整車VOC環(huán)境艙中采用快檢設備對車內VOC進行實時監(jiān)控，密閉16 h車內散發(fā)物質基本穩(wěn)定，然后迅速在車內前排座椅分別放置吸附材料，研究密閉6 h后吸附材料對整車的凈化效果。

額定VOC凈化研究過程。將苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯、甲醛、乙醛按照特定濃度制備混合液，注入3個2 000 L袋子中，對比見表1，在25 ℃條件零部件VOC環(huán)境艙密閉16 h，采用GC-MS和HPLC對VOC濃度進行測定，研究吸附材料對額定揮發(fā)物質的凈化效果。

表1 額定揮發(fā)物凈化研究對比說明

2 結果與討論

2.1 整車VOC凈化結果

從表2可以看出：活性炭纖維布對苯系物凈化性能較好，其中苯凈化效率達40%、甲苯、乙苯+二甲苯凈化效率為10%，這是由于活性炭纖維布經有機纖維碳化和活化，比表面積大、孔徑小，具有較快的吸附效率和吸附容量；硅膠吸附墊對醛類物質凈化性能較好，其中甲醛凈化效率達56%，乙醛凈化效率為10%，同時也可凈化苯系物，甲苯凈化效率為6.7%，乙苯+二甲苯凈化效率達10.8%，這是由于硅膠吸附墊經改性后可控制孔徑分布和孔容等，吸附性強且可選擇性凈化。

表2 吸附材料對整車VOC的凈化試驗結果

備注：離子分子反應質譜儀是通過氣體分子間不同質荷比來快速準確檢測，由于乙苯、二甲苯分子量相同，電離后無法區(qū)分，以總揮發(fā)濃度計算。

2.2 額定VOC凈化結果

從表3可以看出：活性炭纖維布對苯系物和醛類物質都具有較好的凈化效果，其中苯系物凈化效率達90%以上，醛類物質凈化效率為100%；硅膠吸附墊對苯系物和醛類物質也具有明顯的凈化作用，其中苯系物凈化效率達80%以上，醛類物質凈化效率為100%。

表3 吸附材料對額定VOC的凈化試驗結果

備注：N.D.代表未檢出。

對比表2和表3可以看出：活性炭纖維布和硅膠吸附墊對VOC都具有明顯的凈化效果，其中兩種吸附材料的實車凈化效果明顯低于額定VOC條件下的凈化效果，這是由于整車凈化驗證時車內VOC持續(xù)散發(fā)，若吸附材料對整車具有凈化效果，需吸附材料實時凈化的VOC含量要大于車內部件散發(fā)的VOC含量。

3 結論

(1)整車VOC凈化驗證中活性炭纖維布對苯系物具有較好的吸附效果，硅膠吸附墊對醛類物質具有較好的凈化效果；

(2)額定VOC凈化驗證中活性炭纖維布和硅膠吸附墊兩種吸附材料對VOC都具有凈化效果；

(3)活性炭纖維布和硅膠吸附墊均可作為凈化VOC的有效新方案。

參考文獻:

[1]陳小開．車內揮發(fā)性有機物污染的分析評價及吸附光催化研究[D]．長沙：湖南大學，2011.

[2]葛蘊珊．車內空氣質量標準進展[J]．汽車與安全，2016(5)：156-157.

[3]張傳楨，葛蘊珊，劉琳琳．溫度對新車車內污染物的研究分析[C]//2016中國汽車工程學會年會論文集.上海，2016：84-87.

[4]朱振宇，徐樹杰，崔晨,等．車內空氣凈化方式研究分析[J]．時代汽車，2016(12)：50-51.

[5]薛振榮．某活性炭纖維氈對整車VOC凈化效果的研究[J]．汽車工業(yè)研究，2017(4)：50-53.