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9大類室內(nèi)空氣凈化材料

來源：泰然健康網(wǎng) 時(shí)間：2024年11月27日 03:43

現(xiàn)代人一天的生活，有80%的時(shí)間在各種室內(nèi)環(huán)境中度過，室內(nèi)環(huán)境狀況，特別是空氣質(zhì)量對(duì)人類生活與健康的影響已變得越來越重要，因此，根治和消除室內(nèi)環(huán)境的空氣污染近年來一直備受關(guān)注。

空氣凈化措施是消除現(xiàn)代條件下室內(nèi)空氣污染的最有效方法，在這些凈化措施中，使用空氣凈化材料，特別是那些凈化效果明顯、使用方便、安全、廉價(jià)的空氣凈化材料已成為治理室內(nèi)空氣污染的主體。

1、纖維類材料

纖維類材料可通過受攔截效應(yīng)、慣性碰撞、擴(kuò)散效應(yīng)、重力效應(yīng)和靜電效應(yīng)等對(duì)空氣中的顆粒物以及附著在顆粒物上的細(xì)菌和病毒等微生物進(jìn)行過濾，主要包括以下幾類：

易于清洗和更換的金屬絲網(wǎng)、粗孔紡布、泡沫塑料等，可過濾粒徑5μm的微粒；中細(xì)孔泡沫塑料、復(fù)合無紡布、玻璃纖維等，可過濾粒徑1μm的微粒；玻璃纖維濾紙、棉短纖維濾紙等，可過濾粒徑0.5μm的微粒；超細(xì)玻璃纖維紙、合成纖維紙和石棉纖維紙等，可過濾粒徑0.3μm的微粒。

2、活性炭及類似材料

活性炭吸附技術(shù)是氣體污染物凈化最常用的凈化技術(shù)之一，目前常用的吸附材料主要包括活性炭、活性炭纖維材料以及相關(guān)的衍生材料（如碳納米管、石墨烯等）。

（1）活性炭是最為常見的吸附材料之一，在工業(yè)及日常領(lǐng)域均有極為廣泛的應(yīng)用。制備活性炭的原材料主要可分為植物類和礦物類。植物類包括鋸屑、椰殼、核桃殼等；礦物類主要包括各種煤化度的煤，如泥煤、褐煤、煙煤、無煙煤等。

（2）活性炭纖維材料因其更好的吸附效果和更優(yōu)異的物理特性，逐漸受到重視。與活性炭的結(jié)構(gòu)不同，活性炭纖維含有的大量微孔直接開口于纖維表面，吸附質(zhì)到達(dá)吸附位的擴(kuò)散路徑比活性炭短，且具有較大的表面積（1000-3000m2/g），吸附脫附速率快，吸附容量大。

（3）碳納米纖維、碳納米管和石墨烯等材料在空氣凈化應(yīng)用中一般因材料成本等原因，不會(huì)作為吸附濾芯的主材料，而是用于某些特殊應(yīng)用，例如一種PAN碳納米纖維/ZnO2/SnO2復(fù)合材料，可用作類神經(jīng)毒氣DMMP的氣體傳感器。

（4）類似活性炭材料的吸附劑（如活性氧化鋁、硅膠和分子篩等），在工業(yè)上也有較廣泛的應(yīng)用。例如γ型氧化鋁一般用于石油化工的吸附劑、催化劑和催化劑載體，大孔硅膠一般用于催化劑載體、消光劑等，而在空氣凈化領(lǐng)域最常用的仍是以活性炭為主的吸附劑。

3、光催化材料

目前常用的光催化材料主要是以TiO2為代表的半導(dǎo)體材料，其在可見光照射下，會(huì)產(chǎn)生游離電子及空穴，進(jìn)而產(chǎn)生極強(qiáng)氧化作用的活性氧，活性氧可氧化分解各種有機(jī)化合物和部分無機(jī)物，使之分解成為無害的CO2、H2O等，從而達(dá)到凈化空氣的目的。

例如，北京依依星科技有限公司生產(chǎn)的“潞潔”牌納米光催化劑，經(jīng)中國(guó)建筑材料科學(xué)研究院測(cè)試中心檢測(cè)證明，“潞潔”牌納米光催化劑在可見光下甲醛降解率大于80%，持續(xù)降解率大于65%；甲苯降解率大于50%，持續(xù)降解率大于35%，并具有除臭、殺菌、防霉、防污以及抗紫外線等功能，對(duì)人體無毒、無害、無二次污染等特點(diǎn)，是目前室內(nèi)空氣凈化的“新寵”。

4、礦物基空氣凈化材料

礦物基空氣凈化材料，是以礦物或深加工產(chǎn)品為構(gòu)架或?yàn)橹饕煞种苽涞臒o機(jī)復(fù)合材料，作用機(jī)制包括抗菌、吸附、降解有害物、負(fù)離子發(fā)生等。

（1）負(fù)離子-抗菌功能空氣凈化材料

負(fù)離子-抗菌功能空氣凈化材料以特定的電氣石礦物為基體，利用電氣石的永久微電場(chǎng)特征，通過放電特性強(qiáng)化、電場(chǎng)取向定位、分散穩(wěn)定和與應(yīng)用體系相容等目的進(jìn)行加工而制備。

負(fù)離子-抗菌功能空氣凈化材料主要與內(nèi)墻涂料進(jìn)行復(fù)合，通過涂料的涂刷使用發(fā)揮降解有害氣體、抗菌抑菌和保障人體健康等功能，適用于居室、辦公室和公共區(qū)域因使用裝飾材料和人類活動(dòng)形成的有害、異味氣體和微生物污染物的消除和空氣凈化。

（2）礦物基無機(jī)抗菌劑

以沸石、坡縷石、海泡石、膨潤(rùn)土、累托石等粘土礦物為載體，通過離子交換、孔道相嵌、穩(wěn)定固化、組分緩釋等工藝，可實(shí)現(xiàn)其與抗菌功能金屬離子（或簇團(tuán)）在納米尺度上的復(fù)合，得到礦物基無機(jī)抗菌劑。

礦物基無機(jī)抗菌劑可與陶瓷釉面磚和內(nèi)墻涂料等裝飾材料進(jìn)行復(fù)合，并通過制備的抗菌陶瓷釉面磚和抗菌內(nèi)墻涂料在室內(nèi)的鋪裝和涂刷，以接觸方式殺滅室內(nèi)空氣中的細(xì)菌等有害微生物，減少因細(xì)菌作用產(chǎn)生的有害物質(zhì)，消除污染物，凈化室內(nèi)空氣。適用于人居室內(nèi)、廚房、醫(yī)院診室、影劇院和車站等室內(nèi)環(huán)境。

（3）微孔礦物載體抗菌吸附材料

該材料以天然微孔礦物為載體，通過孔道吸附作用活化、抗菌組分在納米孔道中組裝并穩(wěn)定固化、表面改性處理等工藝制成，具有無機(jī)抗菌和快速吸附功能，可去除氨、硫化氫、甲醛等有害氣體、殺滅致病細(xì)菌，起凈化空氣、清潔、保鮮和保障健康等作用。

微孔礦物載體抗菌吸附功能材料以直接使用的方式進(jìn)行室內(nèi)空氣凈化，適用于衛(wèi)生間、汽車內(nèi)室和電冰箱等不適合涂裝裝飾材料的室內(nèi)環(huán)境。

（4）硅藻泥類裝飾裝修材料

硅藻泥是一種由天然硅藻土或加工后的硅藻土、無機(jī)膠凝材料以及無機(jī)功能填料、助劑復(fù)合配制的環(huán)境友好型內(nèi)墻裝修裝飾材料，由于良好的施工性和可塑性，大家習(xí)慣叫“硅藻泥”。

硅藻泥的吸附作用是通過硅藻土的孔隙來實(shí)現(xiàn)的，硅藻土的孔徑為50～3000nm，孔隙率達(dá)80%～90%，具有強(qiáng)大的吸附能力，可以吸附水分和甲醛等有害物質(zhì)，具有很好的調(diào)濕和空氣凈化作用。

硅藻材料按其形態(tài)分為干粉硅藻泥、水性硅藻泥和硅藻板等。但是不添加其他凈化材料的硅藻泥只具有物理吸附作用，不能分解甲醛等有害物質(zhì)。

5、復(fù)合材料

（1）吸附-光催化材料

吸附-光催化材料是利用吸附原理將污染物富集到吸附材料表面，然后通過催化技術(shù)對(duì)污染物進(jìn)行降解處理，既避免了吸附材料無法降解污染物需要定期更換的缺點(diǎn)，又避免了光催化技術(shù)處理低濃度污染物速率慢的問題。

（2）低溫等離子體-光催化材料

等離子體和光催化均主要針對(duì)空氣中的氣體污染物（如VOCs等）進(jìn)行凈化，兩者結(jié)合有利于對(duì)反應(yīng)產(chǎn)生的副產(chǎn)物進(jìn)行深層反應(yīng)，使其完全降解為無害產(chǎn)物如H2O和CO2等，有效提高降解效率。

6、靜電式材料

靜電式材料主要用于空氣凈化器上，其原理是此種材料具有靜電吸附裝置，此裝置在高壓的作用下可以形成很強(qiáng)的靜電場(chǎng)，當(dāng)空氣中的顆粒物經(jīng)過靜電場(chǎng)時(shí)將帶上正電荷被吸附到負(fù)極板上，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)顆粒物的捕集，達(dá)到凈化空氣的作用。

此種材料對(duì)于PM2.5具有很強(qiáng)的祛除作用，凈化效率高，但缺點(diǎn)是易產(chǎn)生臭氧，引起二次污染。

7、低溫等離子體

低溫等離子體的產(chǎn)生方法有很多種，常見的有電子束輻射法、低氣壓輝光放電法、介質(zhì)阻擋放電法、脈沖電暈放電法、直流電暈放電法等.放電將產(chǎn)生大量高能電子和離子轟擊VOCs分子，

通過一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，將污染物分子分解，理論上可以最終降解為CO2和H2O等無害產(chǎn)物。

8、空氣凈化膜材料

膜分離法是利用各組分在壓力推動(dòng)下透過膜對(duì)的傳質(zhì)速率不同進(jìn)行分離的，用于氣體分離的膜主要有有機(jī)聚合膜和無極膜。

由于該技術(shù)具有熱穩(wěn)定性好、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、并且不被微生物降解以及較大的機(jī)械強(qiáng)度、容易控制孔徑尺寸等特點(diǎn)，將它用作室內(nèi)空氣凈化的主體或載體有著巨大的潛力。

9、生物性凈化材料

生物性凈化材料包括植物凈化和生物酶凈化。

植物凈化是利用盆栽觀葉植物的吸收代謝作用，研究表明，吊蘭、蘆薈、常青藤等對(duì)甲醛、苯等氣體能有效的去除。在人們的日常生活中，很多人也在家里擺放綠葉植物來凈化室內(nèi)空氣污染物，但是其凈化效率一般比較低，是被動(dòng)的長(zhǎng)期性的凈化，不能短時(shí)間內(nèi)清除污染物，另外有些植物也是不適宜長(zhǎng)時(shí)間放置在房間內(nèi)，會(huì)對(duì)人們的睡眠及免疫系統(tǒng)產(chǎn)生不良影響，會(huì)引起人體的過敏反應(yīng)。

生物酶凈化是利用微生物的自身活動(dòng)將室內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為CO2、H2O和細(xì)胞物質(zhì)等。

由于室內(nèi)裝修和裝飾材料的復(fù)雜性、裝修存在的隱蔽工程、家具油漆的表干和實(shí)干不徹底等問題，經(jīng)典的室內(nèi)空氣凈化產(chǎn)品仍普遍存在的問題，即使一個(gè)好的凈化產(chǎn)品，也不一定將治理凈化對(duì)象完全去除。因此，凈化材料的選擇對(duì)于室內(nèi)空氣凈化來說相當(dāng)重要，并與合理科學(xué)的治理凈化工藝結(jié)合才可以高效地完成室內(nèi)環(huán)境的凈化和治理。

參考資料：

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[2] 丁浩,許霞,陳榮坤.室內(nèi)空氣污染治理與非金屬礦物基體空氣凈化材料[J].中國(guó)非金屬礦工業(yè)導(dǎo)刊,2004(5):17-20.

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