活性炭吸附室內甲醛效果的影響因素

孫滿忠++徐文娟++張明偉++王珊

室內甲醛的來源以及對人體的危害

現實生活中各種裝修材料、家具，如貼墻布、貼墻紙、化纖地毯、泡沫塑料、除臭劑、消毒劑、防腐劑、煙草煙霧、書刊、油漆和涂料等，都能或多或少揮發出甲醛，引起室內甲醛含量增加甚至超標。甲醛對人的皮膚、肝臟、呼吸系統、免疫系統以及神經系統均有一定影響，還具有致突變和致癌作用，能引起循環代謝疾病和對人體的感官系統造成影響。若室內空氣中甲醛含量過高，會危害人的身體健康，出現頭疼，頭暈等身體過敏狀況，長期處于甲醛超標的環境中，可能會引起皮膚病、哮喘、胃癌等疾病，甚至有可能會導致死亡。

活性炭吸附甲醛效果的影響因素

活性炭用量、吸附時間。室內甲醛氣體濃度會隨活性炭吸附時間的增加而逐漸降低，而且吸附之后室內甲醛濃度均低于《室內空氣質量標準》（GB/T 18883-2002）中的標準，即﹤0.10mg/m3， 但是當吸附時間超過 5 h 時后，室內甲醛濃度會有小幅升高， 普通活性炭吸附時間達到5h 左右時，去除率下降，出現脫吸現象。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，建議使用活性炭吸附5h左右為宜。

活性炭粒徑。理論上講，活性炭顆粒粒徑越小，其吸附比表面積越大，吸附性能越好，從而導致粉末狀活性炭吸附速率低于顆粒活性炭。林莉莉等人在探究中確定了在20～40目是吸附甲醛較為理想的粒徑范圍，在類型相同的情況下小顆粒的活性炭對甲醛表現出了較好的吸附效果，但粒徑并非越小越好。楊磊探究活性炭孔徑后發現活性炭在粉碎后，很多大孔和中孔會被破壞，所以由粉碎而帶來的比表面積增加和由其導致的微孔破壞產生的表面積減少相抵消，最終使孔容和表面積增加有限，所以吸附量的變化與竹炭粒徑的變化并不是成倍數關系的。大粒徑炭的大孔也能起到輸送氣體的作用，不過相比而言粒徑小一點的其吸附性能還是好一些，因為大粒徑的竹炭還存在比表面積相對較小及一些微孔還不能與大孔完全相通的弊端。因此我們在使用竹炭用吸附時，并不需要將其粉碎得特別細，只需適當粉碎便既能達到去除甲醛的目又經濟適用，所以一般購買后在使用時粉碎至20～40目左右為宜。

溫度。室內的甲醛揮發會隨著室內溫度升高而加快，因此用活性炭去除甲醛的時候，環境溫度對其吸附效果會產生很大影響，楊磊等用分光光度法測定不同溫度下一定粒徑的竹炭對甲醛的吸附，發現溫度在55℃ ，吸附時長3h為最佳吸附條件，吸附量可以達到 68.5mg /g。因為溫度升高，分子運動的速率加快，單位時間里與竹炭活性吸附點接觸的分子增多，也就是吸附速率增大，最終單位時間內被吸附的分子數也增多，所以溫度升高使最大吸附值前移，吸附量會逐漸下降，這是由于吸附達到動態平衡后，隨時間的延長，水蒸氣與甲醛蒸氣對竹炭上活性吸附點的爭奪而導致的。因為甲醛在竹炭上的結合能力比水的弱，易解脫，而水分子依然可以被吸附在甲醛分子脫附后的部位上，因此除甲醛時建議室溫不要太高55℃左右最好。

濕度。甲醛可溶于水，所以當室內濕度比較的大的時候用活性炭吸附甲醛的效果會提高很多，有研究者用膠合板不斷釋放甲醛，使得干燥器內甲醛濃度達到0.35mg/m3，再用水吸收法經過一定時間的吸收可使干燥器內甲醛濃度由0.35mg/m3降到0.11mg/m3。這說明室內濕度對與活性炭吸附甲醛有顯著的影響。當相對濕度等于80%時，活性炭的吸附量減少到單組分吸附的50%左右，說明去除甲醛的最佳濕度保持在50%以下去除效果較好。

活性炭吸附效果的影響因素研究則主要包括活性炭的粒徑大小、用量、吸附時間、溫度以及濕度等因子，而在PH方面研究的較少；PH的影響其實在一定程度可以歸結到改性活性炭的研究中。在光照強度方面，隨著光照強度的增加甲醛揮濃度增強，因此一般的環境條件除了壓力以外可以說都有了一定的研究進展，但是通常我們室內環境大氣壓是恒定不變的，市民們去除室內活性炭一般都是選擇通風以及用活性炭吸附，因此廣大市民們去除活性炭只需在購買時選擇顆粒狀大小，使用時控制室內溫度、濕度、以及吸附時間在最適值范圍內即可。

基金項目：沈陽師范大學“大學生創新創業訓練計劃”校級項目（201610166200104）和院級項目資助。endprint