空氣凈化器甲醛凈化性能研究

徐卻飛

摘要：隨著國民生活質量的逐漸提高，對于居住環(huán)境的要求也在不斷提高。然而，空氣是人們賴以生存的物質，空氣質量影響著人們的身體健康，空氣中充斥著各種各樣的污染物，甲醛是其中最受關注的污染物之一。市場上的空氣凈化器類型不一、質量參差不齊，主要對空氣凈化器清除甲醛的機理和凈化性能檢測進行了簡述。

關鍵詞：空氣凈化器;甲醛凈化;居住環(huán)境

引言

居住環(huán)境室內污染問題日趨嚴重，越發(fā)引起人們的廣泛關注。甲醛、苯系物、氨等為代表的氣態(tài)污染物是一類重要的室內污染物，以空氣凈化器為主要產品的可移動式空氣凈化裝置可以有效凈化和控制室內氣態(tài)污染物濃度。在室內眾多污染源中，最主要成分為揮發(fā)性有機物，這些揮發(fā)性有機物的來源主要為室內家具、裝飾建材等，在家具產生的VOCs中，甲醛占比較高，對人體危害也較大。因此，甲醛去除能力成為了評價空氣凈化器凈化性能的一項重要指標。

1室內空氣甲醛的來源

甲醛廣泛應用于化工行業(yè)、木材工業(yè)、紡織產業(yè)、防腐溶液中。許多衣物上都印有鮮艷的圖案，有些商家采用甲醛含量高的劣質助劑，使衣物保持鮮亮，在穿著過程中卻會不斷釋放甲醛。用甲醛浸泡水產品可以使其保持良好的口感和色澤，有些不法商家用甲醛水溶液浸泡水產品;也有研究表明，菌類和水產品中含有一定量的內源性甲醛。很多裝飾裝修材料中含有一定量的甲醛，如板式家具或者定制家具使用的板材包括刨花板、密度板、膠合板等人造板材，這種板材的制造過程需要使用大量以甲醛為主要成分的脲醛樹脂類黏合劑，從而實現(xiàn)良好的黏合、增強木板的強度和防蟲防腐，但在消費者使用過程中，甲醛會源源不斷地釋放。

2空氣凈化器的類別

2.1光催化空氣凈化器

此類凈化器的工作原理是將催化劑鍍在載體上，用特定波長的紫外光源照射催化劑。開啟風機使空氣以一定流速經過載體，催化劑在紫外線的照射下與空氣中的甲醛發(fā)生化學反應從而達到凈化目的。光催化的載體有多種材料，如納米TiO2，MnO2等，其表面與甲醛作用的機理比較復雜，但主要生成物為CO2。光催化原理具有無二次污染的特點，符合新時代綠色環(huán)保的理念。其凈化甲醛的效率與多種因素有關，如污染物起始濃度、室內溫度、濕度等，催化劑微孔表面被堵塞也會大大降低它的凈化效率。

2.2負氧離子空氣凈化裝置

負離子是空氣中帶負電荷的離子總稱，無色、無味并有強烈的吸附特性，能對空氣中的微粒物質就近吸附。由于帶負電的氧氣所占的比重最大，所以也被稱為負氧離子。負氧離子空氣凈化器產生一個強電場，使空氣中的氧氣和其他中性分子失去一個外層電子，失去的電子與另一個中性分子結合成為基本負離子，再與某些中性分子結合成為負離子。負離子向空氣擴散并主動捕捉空氣中的污染物，如甲醛、苯、甲苯、氨等物質，使其凝聚沉降，從而凈化空氣。普通的強電場作用和放電過程容易產生臭氧，臭氧對人體有害無益，這個副產物的產生及濃度是必須考慮的問題。目前有報道，富勒烯負離子釋放器技術采用納米級的電觸媒材料——富勒烯C60作為釋放尖端，只需要很微弱的電流就可以將大量的負離子釋放出來，不會電離空氣，沒有臭氧、氮氧化物或正離子等衍生污染物產生，具有重大的意義。

3空氣凈化器凈化甲醛的性能

3.1凈化性能的檢測方法

凈化器的凈化性能取決于潔凈空氣量CADR。一臺凈化器CADR的大小是消費者在選購時非常重要的參數(shù)。國標規(guī)定CADR測試應在30m³的試驗艙內進行。將凈化器放置在試驗艙中央，開啟凈化器，測試其能否正常運轉。然后使用高效凈化器凈化試驗艙內背景空氣污染濃度達到規(guī)定的空氣質量指標后，方可進行試驗。艙內應控制保持26℃，濕度60%RH。用甲醛發(fā)生器向試驗艙內注入甲醛氣體，使試驗艙內的甲醛濃度約為1.0mg/m³，停止注入后開啟風扇10min，使測試艙內甲醛混合均勻后，取樣并標記為0min，每5min取一次樣并做好標記，測試總時長為60min。根據(jù)各時間點取樣測得的甲醛濃度可計算得到甲醛自然衰減率。然后放入凈化器，注入甲醛，同樣開啟風扇10min，混勻艙內氣體，取樣以測得甲醛初始濃度，然后開啟凈化器至額定功率，每隔5min取一次樣并做好標記，測試總時長為60min。根據(jù)各時間點取樣測得的甲醛濃度可計算得到甲醛總衰減率。根據(jù)自然衰減率和總衰減率計算CADR。凈化性能的另一個指標是累積凈化量CCM。CCM是指在CADR衰減到一半時，污染物凈化的總重量。測試方法是先測得凈化器的初始CADR，然后把凈化器放入3m]的試驗艙內，定量注入甲醛后，開機凈化1h，靜置16h，然后轉入30rn3的試驗艙測CADR;又轉入3m]艙重復通入甲醛使累積注入量達到300mg，600mg，1000mg，1500mg……當凈化器的CADR降至初始值的一半時，停止試驗，得到CCM。

3.2甲醛凈化效果比較

市場上現(xiàn)有的空氣凈化器往往采用由多種凈化技術和材料介質組成的復合型技術，“HEPA+活性炭”是目前空氣凈化器較常用的技術組合，此外，部分凈化器采用了靜電、銀離子催化等附加措施。不同空氣凈化器產品的甲醛凈化效果差距較大，甲醛潔凈空氣量最小的僅有21.0m³/h，最高可以達到260.5m/³h，但整體高于在2015年對市場上不同種類凈化器甲醛凈化效果分析中測得的潔凈空氣量，說明隨著技術的革新市場上空氣凈化器的甲醛凈化性能有所提升。在相同的實驗時間內，與“HEPA+活性炭”技術相比，靜電、銀離子和甲醛清除劑的使用沒有明顯提高甲醛的去除效果，因此采用何種凈化技術并不是空氣凈化器甲醛凈化效果好壞的決定性因素，凈化效果主要取決于濾材性能、風量、機身結構等因素的綜合作用。

4結束語

空氣凈化器按照不同的工作原理可分為吸附式、靜電式、氧負離子、光催化和生物酶等，不同原理的凈化器的適用場景有所不同。我國的空氣凈化設備起步晚，對甲醛的去除機理仍不夠明晰，技術也不夠成熟，相應的評價標準不太完善，市面上成熟的空氣凈化器的類型單一。科研機構或廠家需繼續(xù)深入研究各種作用機理，優(yōu)化設計以實現(xiàn)更高的凈化效果。作為檢測標準，可以緊跟市場發(fā)展的步驟，從技術角度規(guī)范空氣凈化器的評價方法，促進行業(yè)發(fā)展。