室內空氣凈化技術的研究與進展

高國輝

（上海碧菲環保科技有限公司，上海 200210）

室內空氣凈化技術的研究與進展

高國輝

（上海碧菲環保科技有限公司，上海 200210）

室內空氣的凈化在很多的領域都提出了要求，針對不同區域的特點采取空氣凈化的方式也是不盡相同的。本文主要針對不同的空氣介子的凈化方式進行了介紹。目前主要的凈化方式有光催化法、納米光催化法、靜電除塵法等。空氣的凈化在特定的區域具有特殊的意義，因此研究空氣的凈化具有重要的意義。

室內空氣；凈化；揮發性有機化合物

0 引言

在人類歷史的發展上我們遇到了很多類型的污染，經歷過光化學污染和煤煙的污染，目前正經歷著室內空氣污染。室內的時間比停留在室外的時間多很多，因此室內的空氣直接影響著人們的身體健康。因此關注室內的空氣質量就是關注我們自身的健康，研究表明室內空氣對人體健康的影響更勝于室外的空氣污染。室內空氣質量調查表明，其污染物濃度是環境污染物濃度的幾倍甚至十幾倍，特別是某些采用非環保材料進行過度裝修的居室，甲醛、苯等致癌物普遍超標，嚴重影響人們身體健康。因此，需要對室內空氣污染物進行治理。

1 室內空氣污染現狀與改善的重要性

根據統計，城市居民中大部分是在室內的環境中度過的，根據最新的醫療報告顯示，現在很對久居室內的人會出現頭痛、疲倦、咳嗽等癥狀基本都與室內空氣的污染有關，嚴重的人還會的很對復雜的疾病。室內空氣污染是典型的第三種空氣污染問題，很多地方室內空氣污染對人體的影響比室外空氣對人體的影響更厲害。根據統計全球已經有超過一半的人正在受到室內空氣污染的侵害，室內空氣污染已經成為了影響公眾健康的十大危害之一，因此對于室內空氣污染的治理是刻不容緩的。另外，空氣中的細菌微生物也是呼吸道傳染病的重要致病源，而如果長期吸入細微顆粒物將嚴重影響人體健康，不管是細微顆粒物還是氣體污染物。越來越多的事 例表明，室內環境污染已經對人體健康造成嚴重的危害，必須盡快采取有力措施，改善室內空氣環境，以利于人們健康地生活、學習和工作。

2 幾種凈化技術的最新發展

（1）吸附技術。吸附技術是消除有害氣體常用的方法，因為其吸附能力強、消除效率高，并且基本可以消除所有的惡臭的氣體。目前常用的吸附劑有：沸石、活性氧化鋁、硅膠、顆粒活性炭等等。在最近幾年已經研究出了很多種類的活性炭，比如：新型活性炭、球狀活性炭、活性炭纖維等等。其中最為突出的是活性炭纖維，因為炭纖維具有吸速度快、吸附量大等特點備受大眾關注。日本是最先將活性炭纖維應用到實際氣體處理國家，自此之后這項技術得到了大眾的關注。目前我國在活性炭吸附方向上的研究也取得了很大的成就。很多專家對此項技術進行了各種測試，也對其進行了優化。由于其優良的除塵特點使得其在世界范圍內得到了廣泛的應用。

（2）生物凈化技術。生物凈化技術是目前很前沿的一項技術，由于其操作簡單、投資費用低等特點近幾年來已經大量應用到了除臭和氮氧化物廢氣等有機物廢氣上，并得到了很好的治理效果。目前這項技術已經成為了一個熱點課題。生物凈化空氣技術目前在日本、德國、美國等國家得到了廣泛的使用，其中有幾項技術的應用已經非常的成熟。現在在國外基本采用生物過濾技術來對高流速、低濃度的揮發性的有機物進行處理，特別是對甲苯、二甲苯、乙苯等的處理。比如有些公司可以提供處理化工廠、食品加工廠、釀酒成等產生的有機廢棄的設備，并且處理的效率會在50%以上。我國是在20世紀90年代之后對生物的處理技術進行的研究。目前已近有很多高校的研究所在對此進行研究，并且取得了相當可觀的效果，對于有些物質的處理可以達到90%以上的效果。

（3）低溫等離子體—光催化技術。在最近幾年低溫等離子技術也到了應用，其也是一個新興的交叉學科，這項技術可以應用于對揮發性的氣體經行處理，目前主要是應用于脫硫脫硝、消除揮發性的氣體和處理凈化汽車尾氣方面，但是這項技術也有缺點其不能將有機污染物進行徹底的分解，非常容易導致二次的污染。有很多學者對這項技術進行了優化通過光催化技術和等離子技術的結合使的這項技術得到了很好的優化。

目前國內外的研究人員對等離子光催化技術進行了各種的測試對其進行研究。在甲苯的實驗中，研究人員發現在相同的情況下甲苯的脫除率比單一的低溫等離子效果顯著，甚至脫除的更徹底。在其他的方面等離子光催化技術也體現出了其優勢，研發人員研發出了脈沖電暈結合二氧化硅的光催化空氣凈化系統，這個系統對于除去室內的細菌和真菌具有極強的作用。

（4）膜分離技術。最近幾年膜技術以其的快速、高效和節能經濟成為了大眾研究的熱點。在20世紀80年代的時候其已經成為了海水淡化、生物化工工程等液相分離和回收VOC的主要應用技術，還對石油化工中泄露出來的甲苯、二氯甲烷、氯乙烯進行回收。其分離的原理就是通過壓力的作用使得目標成分分離到膜的另一端。

膜技術也可以對氣體進行分離，對氣體分離的膜主要有無機膜和有機膜兩種。有機膜分離技術在有機物的分離上有了很大的突破，可以對難以回收的有機物進行回收，比如：烷性氣體及制冷設備排出的氣體。無機膜的應用也非常的廣泛，主要應用在對濃氮、石油化工以及合成氨的酸性氣體的回收方面。無機膜具有很多的優勢，其化學性質穩定不容易被微生物分解，機械強度高容易制造，在今后的室內空氣凈化方面具有極大的發展潛力。

但是他的氣體分離系數不高，不能很好的去除室內空氣中的VOC。有機膜的分離系數很高但是他的氣體通透量很低，并且不耐熱和不耐腐蝕，所以如何將這兩種膜很好的結合起來是今后的研究重點。

納米材料光催化技術。納米材料是目前在很多領域普遍使用的一種材料，其晶粒尺寸很小都是為納米級的。而新形式的納米材料二氧化硅的納米尺寸是在1～100納米的范圍之內的，其具有很強的催化性。

這項技術的應用將改變室內的空氣質量，其是在太陽光紫外線的照射下可以直接將室內的有機的污染物進行氧化，并且轉化成的物質不具有毒性，過程簡單不需要其他形式的輔助，加上二氧化硅的成本很低這項技術在今后的室內空氣凈化方面具有很大的發展前景。國內外的專家都對其進行了各種方向的實驗，發現了這項技術可以很好地清除室內的甲醛，并發現其也可以對甲苯的凈化效率可以達到98%。在研究人員的努力下這項技術越來越展現出了他的優越性，在不久的將來必將發揮著巨大的作用。

綠色植物自然吸附法。眾所周知綠色植物對于室內空氣的凈化具有很強的作用，植物可以對室內的空氣污染物進行吸附和凈化，有效的降低了室內空氣污染物的濃度。最近幾年里，國內外的學者依據植物對空氣凈化具有明顯效果這一事實進行了大量的實驗在植物的選擇上也是多種多樣。比如吊蘭可以對甲醛、一氧化碳和過氧化氮等物質進行有效的消除；蘆薈可消除1m3空氣中所含甲醛的90%,常青藤可吸收90%的苯,龍舌蘭可吞食70%的苯、50%的甲醛。

這些研究結果充分表明,若在室內按每10㎡擺放一盆抗污染植物,就足以保證室內空氣質量令人滿意。不過綠色植物吸收揮發性有機物的機理以及吸收后會轉化為何種物質,是否會帶來新的污染,有待于進一步研究。

3 結語

因為空氣的成分具有復雜性，現在具有的技術對于完全凈化空氣的成分具有很大的局限性。低溫等離子技術和吸附技術在根本上都不能消除有害的物質，并且有時候還會帶來二次的污染。納米光催化技術可以解決以上的問題，但是對于室內空氣的懸浮物顆粒以及細微的顆粒物都不能起到很好的作用。目前室內空氣凈化技術主要存在以下問題:凈化不徹底，不能將污染物徹底清除;凈化過程中會產生對人體有害的中間副產物;凈化材料需頻繁更換等。同時，各種凈化技術都存在一定的缺陷，單一的技術不可能處理空氣中所有的污染物種類，在這種情況下，集合多種凈化技術的復合式空氣凈化裝置成為重要的研究方向之一。

空氣凈化器凈化技術的組合應根據室內空氣中的污染物類型進行針對性地選擇，完善空氣凈化器的功能，使室內空氣得到全面的凈化。因此，今后的研究方向就是如何將各種技術很好的結合起來，進而提高空氣凈化的效率。

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