室內(nèi)空氣凈化材料與技術(shù)應(yīng)用研究進展

摘 要：目前，由于建筑材料以及裝飾裝修材料、家具家電等造成的室內(nèi)環(huán)境污染，已成為影響人們健康的威脅。本文介紹了目前室內(nèi)凈化所采用的材料以及凈化技術(shù)的發(fā)展，并且對未來的凈化技術(shù)進行了展望。

關(guān)鍵詞：室內(nèi)空氣凈化；材料；技術(shù)應(yīng)用

一 前言

隨著社會的不斷發(fā)展和進步，建筑設(shè)計越來越追求高能效，其絕熱效果越來越好，但是建筑物的通透性去越來越差，同時，大量的合成物質(zhì)被用于建筑和裝飾，這些因素都導(dǎo)致室內(nèi)空氣污染物的積累，使得污染程度遠比室外要嚴重。同時，人一天有大半的時間是在室內(nèi)度過的，室內(nèi)空氣污染對人們的舒適度、身體健康等都有不利的影響。室內(nèi)空氣質(zhì)量研究已經(jīng)成為當(dāng)今國際社會研究的熱門話題。

室內(nèi)空氣凈化是借助專門的系統(tǒng)分離或轉(zhuǎn)化室內(nèi)空氣污染物，使其從室內(nèi)空氣中分離出去，或轉(zhuǎn)化成無害的物質(zhì)。該辦法特別適用于污染源控制和通風(fēng)不能解決的室內(nèi)空氣污染的場所。室內(nèi)污染物的凈化技術(shù)，目前應(yīng)用較廣泛的主要有：吸附凈化技術(shù)、低溫非平衡等離子、生物凈化技術(shù)、負離子技術(shù)等。室內(nèi)凈化材料按照凈化原理和材料性質(zhì)來劃分，可分為物理凈化材料、化學(xué)凈化材料和生物凈化材料三大塊。

二 室內(nèi)空氣凈化材料

室內(nèi)空氣凈化材料按照凈化原理和材料的性質(zhì)來區(qū)分，可以分為物理凈化材料、化學(xué)凈化材料、生物凈化材料三大類。

1. 物理凈化材料

物理凈化材料主要是通過物理吸附作用對室內(nèi)的空氣進行凈化。活性炭、硅膠、沸石等作為物理的吸附材料，其吸附作用主要受材料表面積以及化學(xué)穩(wěn)定性的影響。其中，活性炭以其穩(wěn)定性、易再生等性質(zhì)成為研究的主要對象。

活性炭具有吸附和催化的性能，不溶于水和其它溶劑，具有穩(wěn)定性。因此其用途也十分廣泛。從18世紀以來，人們一直將活性炭運用于實踐中，并取得了重大的進展，尤其是20世紀70年代，日本生產(chǎn)的活性碳纖維，脫附速度快，吸附量大，易再生，已被認為是21世紀最優(yōu)秀的環(huán)境材料之一。

2. 化學(xué)凈化材料

化學(xué)類的凈化材料主要是指采用氧化、還原等化學(xué)反應(yīng)技術(shù)生產(chǎn)的凈化材料。化學(xué)類的凈化材料中，目前應(yīng)用較廣泛是光觸媒材料。光觸媒也叫光催化，是一種以二氧化鈦為代表，在光照條件下具有催化作用的半導(dǎo)體材料的總稱。二氧化鈦作為一種光觸媒，在吸收太陽光或照明光源中的紫外線后，能夠發(fā)生氧化還原反應(yīng)，表面形成強氧化性的氫氧自由基和超氧陰離子自由基，中游離有害物質(zhì)分為無害的二氧化碳和水，從而達到凈化空氣的目的。光觸媒對于溫度沒有嚴格的限制，一般在常溫條件下就會發(fā)生氧化還原反應(yīng)。

除了光觸媒材料，目前還有一種新型的環(huán)保材料用于講話室內(nèi)空氣：負離子材料。負離子材料的主要成分是具有自發(fā)電極的天然礦物，材料與空氣接觸時，能夠持續(xù)釋放空氣負離子，負離子具有很強的氧化性，形成的負離子與空氣中的有害物質(zhì)結(jié)合，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，從而達到去除空氣中污染，凈化空氣的目的。同時，空氣負離子也可以促進人體的血液循環(huán)，改善睡眠質(zhì)量。目前，負離子已經(jīng)被列為評價空氣質(zhì)量的一個重要指標，目前發(fā)展也已經(jīng)初具規(guī)模。

3. 生物凈化材料

生物凈化材料主要指利用生物對室內(nèi)的空氣中的污染物進行氧化分解，從而達到凈化空氣的目的。利用生物來凈化室內(nèi)空氣，目前研究比較多的就是利用室內(nèi)植物的自然吸附作用，以對室內(nèi)的空氣進行綠化凈化。

另一方面，對不同類型的材料進行復(fù)合應(yīng)用也有了廣泛的研究。復(fù)合材料中，以活性炭為載體負載其他材料來進行的空氣凈化的研究也已經(jīng)進入到了比較深入的階段。它利用了活性炭的吸附能力并同時發(fā)揮了化學(xué)類凈化材料的催化性能，使得個材料得到互相補充，也為室內(nèi)空氣凈化材料的發(fā)展開辟了新的領(lǐng)域。

三 室內(nèi)空氣凈化技術(shù)的研究

1. 吸附凈化技術(shù)

吸附技術(shù)是指借助多孔性固體吸附劑表面存在不平衡力的作用，使氣態(tài)污染物吸附在其表面，從而實現(xiàn)從氣流中分離出來的目的。吸附技術(shù)分為物理吸附和化學(xué)吸附兩種。

吸附技術(shù)由于脫除效率高，。富集功能強，適用于幾乎所有的惡臭有害氣體的處理，因而是脫除有害氣體比較常用的方法。常用的吸附劑有活性炭。活性碳纖維、沸石等。其中以顆粒活性炭、含高錳酸鉀的活性氧化鋁及復(fù)合活性炭纖維最常用。

近年來研制出來的各種新型的活性炭有蜂窩狀活性炭、活性碳纖維等。目前活性炭凈化空氣的研究主要集中在其吸附應(yīng)用和吸附性能的改進上。特別是活性碳纖維，由于其優(yōu)點顯著，應(yīng)用也日益廣泛，也是當(dāng)今世界最先進的室內(nèi)空氣凈化處理技術(shù)之一。

2. 光催化進化技術(shù)

光催化凈化是指基于光催化劑在紫外線照射下具有的氧化還原能力凈化污染物。光催化劑屬于半導(dǎo)體材料，現(xiàn)有的研究表明，光催化氧化可以使多種有機體降解，還可以使有機酸發(fā)生脫碳反應(yīng)。近年來，光催化凈化空氣技術(shù)備受關(guān)注，成為各國研究和開發(fā)的熱點。

納米材料光催化是目前最具發(fā)展?jié)摿Φ氖覂?nèi)空氣凈化技術(shù)，但是它不能凈化空氣中的懸浮物以及細菌顆粒物，同時催化劑微孔易被灰塵和顆粒物堵塞而使其失活，

3. 綠色植物自然進化

室內(nèi)綠化是指在室內(nèi)種植擺設(shè)一些有利于室內(nèi)空氣凈化的植物，既要求美觀又要求實用，這些綠化植物除具有調(diào)節(jié)溫濕度的作用外，還具有吸塵、殺菌殺毒、吸入廢氣等功能。室內(nèi)綠化常有盆栽、懸掛式栽培、盆景等形式，選擇綠化植物應(yīng)根據(jù)室內(nèi)的光照、空氣溫濕度等室內(nèi)生態(tài)因子來考慮。布置時要根據(jù)室內(nèi)的實際環(huán)境進行協(xié)調(diào)。目前來說，對于室內(nèi)凈化效果較好的有：夏威夷椰子、萬年青、菊花、吊蘭、愛玉合果、黃愛葵東等。

4. 膜分離技術(shù)

膜分離技術(shù)是一項簡單、快速、高效和經(jīng)濟節(jié)能的新技術(shù)。膜分離法是利用各組分在壓力推動下透過膜對的傳質(zhì)速率不同進行分離的，用于氣體分離的膜主要有有機聚合膜和無極膜。

現(xiàn)在，有機膜分離技術(shù)已經(jīng)被成功地運用到其他方法無法收回的有機物的分離，采用此方法回收有機廢氣中的丙酮、甲醇和甲苯等，回收率可達97%。將有機膜應(yīng)用于室內(nèi)空氣凈化的研究目前尚少。

四 結(jié)語

當(dāng)今社會，由于有機物在化學(xué)品以及合成建筑材料中的數(shù)量成倍增長，室內(nèi)空氣質(zhì)量已經(jīng)成為近十年來的一個重要問題。而人類有大部分時間是待在室內(nèi)的，因此室內(nèi)環(huán)境比室外環(huán)境要重要的多的多。室內(nèi)空氣質(zhì)量的好壞直接威脅到人類的身心發(fā)展，在以后的研究中，一定要切實以人們的需求、利益為目標，研發(fā)出更具發(fā)展前景、效果更好的新型室內(nèi)空氣凈化技術(shù)和材料。