基于廉價(jià)實(shí)用型空氣凈化組合材料初探

惠大好　狄育慧

摘 要：根據(jù)對(duì)西安部分高校的調(diào)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(fā)的季節(jié)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(jià)、有效、易于獲得的空氣凈化組合材料。

關(guān)鍵詞：空氣凈化材料;廉價(jià);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(huì)隨時(shí)間的推移而降低，如果問題得不到盡快解決，會(huì)嚴(yán)重影響人體的健康，引發(fā)呼吸道疾病，長期處于該環(huán)境下嚴(yán)重情況會(huì)引發(fā)癌癥或者死亡。第二類污染物由于人們?nèi)庋劭床灰姡疫@種污染物一旦進(jìn)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(shù)

1.1 物理凈化方法

活性炭在空氣凈化方面應(yīng)用廣泛，獨(dú)特的物理性。其特點(diǎn)是比表面積大，內(nèi)孔多，吸附性強(qiáng)。制造容易，經(jīng)太陽暴曬可以重復(fù)使用。缺點(diǎn)是吸附能力有限，需要人為控制，且不能殺毒除菌。

濾網(wǎng)過濾，應(yīng)用最為廣泛的是HEPA濾網(wǎng)，可以過濾99.99%的微小顆粒物（0.3微米及以上），具有很強(qiáng)的吸附效果。何梓豪[1]等人試驗(yàn)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(diǎn)是，價(jià)格高，需定期更換濾網(wǎng)。

1.2 化學(xué)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(jī)污染物發(fā)生光催化反應(yīng)，生成水和二氧化碳。成本低，環(huán)保，無二次污染。缺點(diǎn)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(xì)微顆粒物。

國內(nèi)納米TiO2研究：

1.3 物理與化學(xué)方法混合凈化

北京礦業(yè)大學(xué)鄭水林教授組，已實(shí)現(xiàn)硅藻土負(fù)載二氧化鈦凈化材料大規(guī)模生產(chǎn)，顯著增強(qiáng)了裝飾材料凈化污染物的能力;施恩斌等[4]將硅藻土復(fù)合二氧化鈦材料用于硅藻泥，凈化效率達(dá)96%。

2 實(shí)驗(yàn)

2.1 實(shí)驗(yàn)思路及原理

（1）去除空氣中的大顆粒物，細(xì)菌，病毒及臭氣。選取的主要材料及儀器有，某品牌小型風(fēng)機(jī)（風(fēng)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(shí)驗(yàn)原理：

·抽取一定體積的空氣。

·將TSP阻留在已知質(zhì)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(zhì)量（mg/m3）空氣中大顆粒物短時(shí)間濃度計(jì)算：

式中：C—大顆粒物的濃度，mg/m3;V1—采樣后的濾膜質(zhì)量，mg;W0—采樣前的濾膜質(zhì)量，mg;Vr—標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下采樣體積，m3。

在給定的實(shí)驗(yàn)條件下，得出了以下測(cè)試結(jié)果：

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

凈化效率與室內(nèi)溫度及鹽溶液濃度的相關(guān)性分析：

2.2 實(shí)驗(yàn)意義

加絲瓜瓤意義在于可碎化氣泡，達(dá)到空氣與混合溶液的接觸比表面積?？諝獬隹谔帲路浇z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(jié)

（1）該方法適合應(yīng)用于學(xué)校公共娛樂場(chǎng)所及教室區(qū)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(shí)驗(yàn)，其中混合溶液，絲瓜瓤及活性炭的共同作用，增強(qiáng)了活性炭單因素的凈化效率，符合實(shí)驗(yàn)預(yù)期效果。

4 展望

目前空氣凈化方向發(fā)展的趨勢(shì)可以將光催化技術(shù)于上面提到的技術(shù)所結(jié)合，就可以有效的處理顆粒物，細(xì)菌及有機(jī)污染物，可應(yīng)用于其它場(chǎng)所。

參考文獻(xiàn)：

[1]何梓豪，裴清清，秋元孝之.針對(duì)PM2.5的家用凈化器HEPA濾網(wǎng)材料選擇[J].環(huán)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(nèi)空氣中有機(jī)污染物[J].杭州大學(xué)學(xué)報(bào)，1998，25（04）：55-58.

[3]MemonH，王寧寧，王玨等.負(fù)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(xué)學(xué)報(bào)，2016（01）：1-3.

[4]施恩斌，朱華，陳曉龍.硅藻土負(fù)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.