分子篩對(duì)汽車(chē)內(nèi)飾VOC凈化性能研究

矯雪嬌 單峰 顧昕

通標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)服務(wù)有限公司長(zhǎng)春分公司 吉林省長(zhǎng)春市 130000

1 引言

甲醛是一種無(wú)色、無(wú)味、極易致癌的化合物，主要存在于塑料、合成纖維、皮革毛氈及粘膠等汽車(chē)內(nèi)飾材料中[1]。如何有效的降低車(chē)用汽車(chē)材料中甲醛的含量，一直是車(chē)廠和供應(yīng)商想要解決的問(wèn)題。

分子篩是一類(lèi)具有規(guī)則的孔道結(jié)構(gòu)及多種尺寸的孔道的硅鋁酸鹽材料，其在催化、吸附、分離和離子交換等領(lǐng)域有重要應(yīng)用[2]。分子篩對(duì)小分子空氣污染物有較好的吸附效果，本文采用3A，4A，5A及13X四種分子篩用于甲醛凈化研究，探究不同分子篩對(duì)甲醛的凈化效果。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 原料

所用原料：毛氈樣品（工廠提供），3A分子篩，4A分子篩，5A分子篩，13X分子篩，市售；甲醛標(biāo)準(zhǔn)液，乙酰丙酮，醋酸胺（分析純），蒸餾水。

主要儀器：紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)，電熱鼓風(fēng)干烘箱，電子天平，恒溫水溫箱。

2.2 凈化性能研究實(shí)驗(yàn)

2.2.1 分子篩凈化甲醛研究過(guò)程，前期準(zhǔn)備

（1）四種分子篩均需要在120℃烘箱干燥6h，以去除水分。400℃馬弗爐煅燒4h，活化分子篩。

（1）將毛氈樣品按照標(biāo)準(zhǔn)要求裁樣，試樣尺寸：40mm*100mm

（2）15μg/mL甲醛標(biāo)液配制

移取已知標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)溶液于500mL容量瓶中，加水定容，搖勻，此溶液濃度為15μg/mL，稱(chēng)為B溶液。

（3）配制20%醋酸胺溶液

稱(chēng)取100g醋酸胺，放入500mL容量瓶，加蒸餾水至2/3處，搖勻，放置1h 后定容。

（4）配制0.4%乙酰丙酮溶液

稱(chēng)取2mL乙酰丙酮，放入500mL容量瓶，加蒸餾水定容，搖勻，注意避光保存。

（5） 分 別 移 取 0、5、10、20、50、100mL的B溶液于100mL容量瓶，定容。得到不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)液，繪制校準(zhǔn)曲線(xiàn)。

（6）含水量H測(cè)定

將其中一個(gè)毛氈試樣在分析天平稱(chēng)重。放在（103±2）℃的循環(huán)空氣恒溫箱中保存16h，放置時(shí)間結(jié)束，將試樣放在干燥器中，冷卻至室溫，稱(chēng)重。

2.2.2 吸附凈化甲醛實(shí)驗(yàn)

（1）將樣品在天平上稱(chēng)重，放在盛有50mL水的聚乙烯瓶中，在聚乙烯瓶中分別加入10g四種分子篩，如圖一中所示。將樣品掛在掛鉤上，放在60℃循環(huán)空氣恒溫箱，保存3h，取出，室溫條件放置60min，冷卻至室溫。

（2）從瓶中移取10mL溶液于50mL廣口瓶，加乙酰丙酮10mL，醋酸銨10mL，搖勻，40℃恒溫水浴中保溫15min，避光室溫保存60min。使用紫外分光光度計(jì)以水作為參比液測(cè)試各樣品吸光度。

X：甲醛含量；As：樣品吸光度；A_B：空白試樣吸光度；f：校正因子；m：試樣質(zhì)量；H：樣品含水量；V：溶液體積（50 mL）；F：參考系數(shù)（F=10）。

圖1

3 結(jié)果與討論

3.1 四種分子篩的區(qū)別與聯(lián)系，見(jiàn)表2

3A，4A，5A分子篩屬于A型分子篩，最大孔道為8元環(huán)，如圖2（a）中所示，4A分子篩是由1/3的Na+取代3A分子篩中K+得到的，5A分子篩是由3/4的Ca2+取代4A分子篩中的Na+得到的，故三種分子篩的硅鋁比均為1；而13X分子篩屬于X型分子篩，與上述三種分子篩組成元素相似，只是硅鋁比相比較高，最大孔道為12元環(huán)孔道，如圖2中所示（b），故其孔道大小較A型分子篩要大些。

3.2 吸附凈化率探究

對(duì)于吸附凈化甲醛，三種A型分子篩，3A分子篩幾乎沒(méi)有凈化性能；4A分子篩對(duì)于甲醛的凈化性能較好，能夠達(dá)到74%；5A分子篩凈化性能也不突出，僅僅6.75%；13X分子篩的凈化效果在4A和5A分子篩之間，能達(dá)到41.52%。故可以看出，并不是孔道結(jié)構(gòu)越大越能夠更好的吸附甲醛，分子篩是能夠特定的吸附相應(yīng)物質(zhì)，從而達(dá)到凈化的目的[3-4]。

4 結(jié)果與展望

分子篩材料具有規(guī)則的孔道結(jié)構(gòu)，并且具有多種尺寸的孔道。汽車(chē)內(nèi)飾材料中常見(jiàn)的污染源為苯，甲苯，二甲苯，甲醛，乙醛，丙烯醛，上述物質(zhì)分子具有不同的尺寸，可以探究匹配上述物質(zhì)的分子篩，用于定向的降低車(chē)輛內(nèi)飾材料中VOC的含量。

表1 甲醛凈化性能試驗(yàn)結(jié)果匯總

表2

圖2