基于廉價實用型空氣凈化組合材料初探

惠大好　狄育慧

摘 要：根據對西安部分高校的調查，其所有的公共教室，及宿舍走廊均沒有安裝空氣凈化裝置，在流感頻發的季節及遇到空氣較差的天氣，顯得束手無策，基于以上問題，特意探究一款廉價、有效、易于獲得的空氣凈化組合材料。

關鍵詞：空氣凈化材料;廉價;有效

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.22.155

0 引言

污染物分為兩大類，第一類為肉眼可見的污染物，大顆粒污染物，如灰塵、柳絮等。第二類為肉眼不可見的污染物，如PM2.5、PM10以及臭氣等。第一類污染物可以通過人體自身，如鼻毛或過濾的手段去解決，過濾效率會隨時間的推移而降低，如果問題得不到盡快解決，會嚴重影響人體的健康，引發呼吸道疾病，長期處于該環境下嚴重情況會引發癌癥或者死亡。第二類污染物由于人們肉眼看不見，且這種污染物一旦進入人體的呼吸道或是肺部將很難被清除。

1 目前的空氣凈化的主流技術

1.1 物理凈化方法

活性炭在空氣凈化方面應用廣泛，獨特的物理性。其特點是比表面積大，內孔多，吸附性強。制造容易，經太陽暴曬可以重復使用。缺點是吸附能力有限，需要人為控制，且不能殺毒除菌。

濾網過濾，應用最為廣泛的是HEPA濾網，可以過濾99.99%的微小顆粒物（0.3微米及以上），具有很強的吸附效果。何梓豪[1]等人試驗分析得出聚酯纖維、聚丙烯纖維及玻璃纖維是最佳的過濾材料。缺點是，價格高，需定期更換濾網。

1.2 化學凈化方法

光觸媒光催化，是以二氧化鈦為材料，在光照條件下與空氣中的有機污染物發生光催化反應，生成水和二氧化碳。成本低，環保，無二次污染。缺點是必須置于光照下或紫外燈下才有作用，不能處理空氣中的懸浮物及細微顆粒物。

國內納米TiO2研究：

1.3 物理與化學方法混合凈化

北京礦業大學鄭水林教授組，已實現硅藻土負載二氧化鈦凈化材料大規模生產，顯著增強了裝飾材料凈化污染物的能力;施恩斌等[4]將硅藻土復合二氧化鈦材料用于硅藻泥，凈化效率達96%。

2 實驗

2.1 實驗思路及原理

（1）去除空氣中的大顆粒物，細菌，病毒及臭氣。選取的主要材料及儀器有，某品牌小型風機（風量為2.2m?/min），濃度均為0.15g/ml的Nacl鹽溶液，少量次氯酸溶液，壓縮后的絲瓜瓤，活性炭。原理圖如下：

實驗原理：

·抽取一定體積的空氣。

·將TSP阻留在已知質量的濾膜上。

·由采樣后的濾膜增量和采氣體積算出單位體積空氣中TSP的質量（mg/m3）空氣中大顆粒物短時間濃度計算：

式中：C—大顆粒物的濃度，mg/m3;V1—采樣后的濾膜質量，mg;W0—采樣前的濾膜質量，mg;Vr—標準大氣壓下采樣體積，m3。

在給定的實驗條件下，得出了以下測試結果：

該方法對大顆粒物凈化效率為64%，在0-20min內凈化速度最快，20min之后凈化速度趨于平緩。

凈化效率與室內溫度及鹽溶液濃度的相關性分析：

2.2 實驗意義

加絲瓜瓤意義在于可碎化氣泡，達到空氣與混合溶液的接觸比表面積。空氣出口處，下方絲瓜瓤主要作用是為了過濾出凈化空氣中的鹽分子及少量水分子，上方絲瓜瓤主要是去除初處理空氣中的殘留臭氣。

3 總結

（1）該方法適合應用于學校公共娛樂場所及教室區域，較為顯著的凈化效率，將具有廣闊的前景;（2）通過以上的實驗，其中混合溶液，絲瓜瓤及活性炭的共同作用，增強了活性炭單因素的凈化效率，符合實驗預期效果。

4 展望

目前空氣凈化方向發展的趨勢可以將光催化技術于上面提到的技術所結合，就可以有效的處理顆粒物，細菌及有機污染物，可應用于其它場所。

參考文獻：

[1]何梓豪，裴清清，秋元孝之.針對PM2.5的家用凈化器HEPA濾網材料選擇[J].環境工程2018，2018，36（08）：87-89.

[2]沈抗燕，唐新碩.Ti02粉末催化劑光催化降解室內空氣中有機污染物[J].杭州大學學報，1998，25（04）：55-58.

[3]MemonH，王寧寧，王玨等.負載納米二氧化鈦光催化織物的制備及其性能研究[J].浙江理工大學學報，2016（01）：1-3.

[4]施恩斌，朱華，陳曉龍.硅藻土負載改性納米二氧化鈦制備硅藻泥及其性能研究[J].新型建筑材料，2014，41（12）：84-88.