化工凈化材料在室內(nèi)空氣凈化中的應(yīng)用

蘇海燕

摘 要：隨著我國房地產(chǎn)行業(yè)的迅速發(fā)展，促進(jìn)了裝飾裝修工程的發(fā)展，目前我國裝飾裝修工程技術(shù)水平得到了不斷的提升，但是由于裝修材料質(zhì)量參差不齊等原因，造成室內(nèi)空氣含有超標(biāo)的有害氣體，嚴(yán)重影響人們的身體健康。對此應(yīng)加強(qiáng)空氣的有效凈化，使其能夠滿足人們身體健康需求。本文主要探討了化工凈化材料在室內(nèi)空氣凈化中的應(yīng)用，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)工作者提供借鑒。

關(guān)鍵詞：空氣凈化;化工材料;應(yīng)用效果

近年來，隨著環(huán)境問題日益的嚴(yán)重，相關(guān)工作者加大了化工材料的研發(fā)，將化工凈化材料應(yīng)用在室內(nèi)空氣凈化中，可以降低空氣中的有害氣體，為人們的身體健康提供重要保障。目前空氣凈化材料較多，如石吸附材料、催化氧化材料等，在室內(nèi)空氣凈化中可以起到良好的凈化效果，能夠有效去除空氣的有害物質(zhì)，改善室內(nèi)的空氣環(huán)境。

1 化工凈化材料應(yīng)用概述

隨著人們生活水平的不斷提高，人們對對環(huán)境提出了更高的要求，再加上目前我國空氣污染嚴(yán)重，促進(jìn)了化工凈化材料的研究以及應(yīng)用，并產(chǎn)業(yè)了一系列的化工凈化材料以及凈化技術(shù)。目前室內(nèi)空氣凈化材料有很多種，主要分為以下幾種：吸附材料。吸附材料主要是利用吸附材料上的較大的孔隙來吸附有害氣體。種類有很多種，包括石墨烯、活性炭、活性炭纖維、碳納米管、碳納纖維;化學(xué)氧化材料?；瘜W(xué)氧化材料主要有二氧化氯、尿素、次氯酸以及過氧乙酸等等，這些化學(xué)氧化材料，在室內(nèi)空氣凈化中的應(yīng)用，會造成二次污染，因此很少采用;植物及中草藥提取物凈化材料：植物及中草藥提取物凈化材料主要是利用中草藥的吸收能力，吸收大氣污染物并進(jìn)行降解和轉(zhuǎn)化。植物及中草藥提取的一系列酶活性物質(zhì)，包括過氧化物酶、超氧化物歧化酶、非酶抗氧化及維生素C等;納米TiO2催化劑及可見光材料：該材料主要是可見光或微弱光線下，能夠長久的催化釋放甲醛。對于上述幾種材料，常見的是吸附材料以及催化氧化材料，因此需要重點(diǎn)對兩種材料在空氣凈化中的應(yīng)用進(jìn)行探討。

2 化工凈化材料在室內(nèi)空氣凈化中的應(yīng)用

2.1 吸附材料

在室內(nèi)空氣凈化中，吸附材料應(yīng)用的較為廣泛，吸附材料種類較多，性能優(yōu)勢較為突出的有石墨烯、活性炭、活性炭纖維、碳納米管、碳納纖維等，其中活性炭與活性炭纖維屬于傳統(tǒng)碳質(zhì)材料，其空隙結(jié)構(gòu)豐富，且比表面積大，其具有良好的吸附能力;碳納米纖維、碳納米管以及石墨烯屬于納米碳質(zhì)材料，其尺寸穩(wěn)定、比表面大，能夠?qū)崿F(xiàn)高效吸附。

2.1.1 活性炭

活性炭在空氣凈化應(yīng)用過程中，主要是利用其孔周圍強(qiáng)大的吸附力，將空氣中的污染物質(zhì)吸入，從而達(dá)到空氣凈化的目的。室內(nèi)甲醛氣體濃度會隨活性炭吸附時間的增加而逐漸降低，在吸附之后室內(nèi)甲醛濃度值低于《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》標(biāo)準(zhǔn)中的限量值，但是當(dāng)吸附到一定時間后，室內(nèi)甲醛濃度會有小幅升高，出現(xiàn)脫吸現(xiàn)象。用1m3環(huán)境測試倉實(shí)驗(yàn)，經(jīng)試驗(yàn)吸附1h后，活性炭對甲醛的去除率已達(dá)到80%以上，即lh內(nèi)甲醛吸附速率很大;1h-3h內(nèi)甲醛的去除率增加10%左右，表明甲醛吸附速率變慢;3h-4h內(nèi)甲醛的去除率增加量很小，可認(rèn)為3h時甲醛已達(dá)到吸附平衡。這說明活性炭的吸附時間并不是越長越好，超過一定時間后活性炭會脫附，因此它有一個最適合的范圍。

2.1.2 活性炭纖維

活性炭纖維可以有效吸附無機(jī)氣體以及有機(jī)氣體，無機(jī)氣體主要包括NO、H2S、SO2、NO2等，有機(jī)氣體主要包括環(huán)乙烷、苯以及丙酮等。用苯標(biāo)準(zhǔn)氣體在相同條件下對活性炭和活性炭纖維吸附管進(jìn)行吸附能力的試驗(yàn)，結(jié)果表明活性炭纖維飽和吸附容量可達(dá)25%以上，活性炭飽和吸附容量約為12%，對于高濃度苯氣體吸附率，兩者的吸附率均為95%左右，但對于低濃度苯氣體吸附率活性炭纖維要高與活性炭。試驗(yàn)結(jié)果表明，與顆粒活性炭相比，活性炭纖維具有更好的吸附能力。在活性炭纖維材料基礎(chǔ)之上，增加光催化劑TiO2，可以形成復(fù)合材料，這種復(fù)合材料中的活性炭纖維負(fù)責(zé)吸附空氣污染物，而光催化劑TiO2則負(fù)責(zé)進(jìn)行分解，這樣可以達(dá)到良好的凈化效果。

2.1.3 碳納米纖維

碳納米纖維是由靜電紡絲法制備而成的，該制備方法操作簡單，而且成本較低，因此可以廣泛制備碳納米纖維。將碳納米纖維應(yīng)用在空氣凈化中，在吸附SO2方面可以起到良好的效果，而且可以持久使用。對于碳化或者活化后制備的碳納米纖維，與原碳納米纖維相比，對甲苯等具有更高的吸附效果。

2.1.4 碳納米管

將碳納米管應(yīng)用在室內(nèi)空氣凈化中，可以起到良好的吸附作用。在NOx、CO2、苯等氣體的吸附中，可以采用單壁或者多壁碳納米管。碳納米管可以高效吸附NOx，雖然也可以吸附CO2等氣體，但是與吸附NOx的效果相比，吸附量相對較少。與此同時單壁碳納米管在0℃-200℃范圍內(nèi)對CO2進(jìn)行吸附，其吸附量是活性炭的2倍，該吸附量可以滿足溫室氣體檢測的需求。

2.1.5 石墨烯

石墨烯是一種理想的吸附材料，被廣泛應(yīng)用在室內(nèi)空氣凈化領(lǐng)域。石墨烯可以用于對污染氣體、染料粒子、重金屬離子進(jìn)行吸附。在空氣凈化過程中，可以直接將石墨烯應(yīng)用在CH4、CO、NOx、HCHO等氣體的吸附當(dāng)中。對于石墨烯、改性石墨烯、石墨烯復(fù)合材料，均可以應(yīng)用在室內(nèi)空氣凈化中，實(shí)現(xiàn)物理吸附以及化學(xué)吸附，而且均可以獲得良好的吸附效果。

2.2 催化及氧化材料

2.2.1 低溫吸附--原位升溫催化凈化材料

催化氧化法是使用催化劑來降低VOCs氧化所需要的溫度，且能重復(fù)的利用反應(yīng)產(chǎn)生熱量，實(shí)現(xiàn)了熱量的循環(huán)。催化氧化法具有凈化率高，能耗低、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)，由此引起了國內(nèi)外研究者的廣泛關(guān)注。目前催化氧化VOCs的催化劑主要分為兩類：一類為貴金屬催化劑，以Au、Pt、Pd、Ru為代表;另一類以過渡金屬氧化物催化劑。貴金屬催化劑催化活性高、熱穩(wěn)定性強(qiáng)、反應(yīng)溫度低、普適性強(qiáng)，得到了廣泛的研究。

2.2.2 光催化氧化氨氣催化材料

室內(nèi)氣體污染中，氨氣污染較為嚴(yán)重，對人的身體也有巨大的傷害。因此還應(yīng)采用光催化氨氣催化材料對氨氣進(jìn)行催化氧化，以達(dá)到凈化空氣的目的。與未改性的銳鈦礦TiO2催化劑相比，該催化劑具有良好的性能，能夠有效的凈化氨氣。與此同時催化器如果去氟以后，雖然能夠?qū)崿F(xiàn)高暴露的晶面，但是在一定程度上，降低了催化劑的活性;通過比活性計算結(jié)果可以看出，光催化劑凈化氨氣的優(yōu)異性能，主要是在兩方面作用下形成的，一是表面氟改性，二是表面氟改性引起的活性晶面的高暴露。

2.2.3 堿金屬添加的催化劑

堿金屬不僅可以在Pt/TiO2催化劑中具有助催化作用，還可以將其應(yīng)用在Pd基催化劑中，在Pd基催化劑中，添加堿金屬一方面可以促進(jìn)Pd在TiO2載體中進(jìn)行分散，另一方面還可以促進(jìn)Pd在TiO2載體表面中更高的溫度，這樣可以充分發(fā)揮催化劑活化作用，更好的利用Pd基催化劑對甲醛性能進(jìn)行催化氧化。

3 總結(jié)

綜上所述。近年來，我國加大了對房地產(chǎn)市場的管理，但是在裝飾裝修材料方面還存在許多的問題，造成許多不合格的材料應(yīng)用到裝飾裝修中，造成了嚴(yán)重的空氣污染，對人們的身體健康產(chǎn)生不利影響。對此要重視對空氣的有效凈化，滿足人們身體健康需求。目前我國相關(guān)工作者加大了化工材料的研發(fā)，將化工凈化材料應(yīng)用空氣凈化中，可以降低空氣中的有害氣體，為人們的身體健康提供重要保障。本文主要對吸附材料、催化氧化材料兩種材料進(jìn)行了深入的探討，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)工作者提供借鑒，未來在空氣凈化中，更好的應(yīng)用化工凈化材料，有效去除空氣的有害物質(zhì)，改善室內(nèi)的空氣環(huán)境，保護(hù)人們的身體健康。

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