室内空气净化技术的研究进展及应用

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1、室内空气净化技术的研究进展及应用摘要：现今，室内空气污染已严重危害到人体的健康，并成为世界性的问题，对室内空气净化技术的研究显得十分必要。文章重点介绍目前主要的室内空气净化技术和方法，分析其作用原理和应用范围、各种技术的优缺点及研究进展，最后对净化技术的研究方向和前景进行了展望。引言室内空气污染早在上世纪60年代中期就已出现，随着人们生活水平的提高，装修业日益兴起，室内空气污染问题也日趋严重。人类有90%的时间是在室内工作和生活的，其中60%左右的时间是在家里。据有关国际组织调查，全世界每年有280万人直接或间接死于装修污染，世界上30%的新建和重修的建筑物存在有害于健康的室

2、内空气污染[1]。因此，对室内空气的净化也变得越来越重要。室内空气净化是借助专门的系统分离或转化室内空气污染物，使其从室内空气中分离出来，或转化成无害的物质。该法特别适用于污染源控制和通风不能解决的室内空气污染的场所。目前应用较为广泛的室内污染物的净化技术主要有：吸附净化技术、离子化技术、光催化氧化技术、生物净化技术、植物净化技术等。1单一室内空气净化技术1.1吸附净化技术吸附净化技术是利用多孔性固体吸附剂处理气体混合物，使其中一种或多种组分吸附在固体表面上，从而达到分离的目的。吸附技术由于脱除效率高，富集功能强，适用于几乎所有的恶臭有害气体的处理，因而是脱除有害气体比较常用

3、的方法，分为物理吸附和化学吸附两种。近来开发的活性碳纤维(ACF)具有吸附容量大、吸附速度快、对低浓度物质的吸附性能特别优良、再生条件不苛刻，还兼有催化氧化等特点，引起了人们广泛关注。C.H.AO和S.C.Lee-8-对ACF与光催化结合净化室内空气中的VOCs进行了研究，结果表明，即使在十亿分之一浓度水平，仍可取得满意效果[2]。1.2膜分离净化膜分离净化技术是一项简单、快速、高效和经济节能的新技术，是利用各组分在压力推动下透过膜的传质速率不同而达到分离的目的。目前用于分离气体的合成膜主要有有机聚合膜和无机膜两种类型。有机膜具有分离系数高的优点，但它耐热和耐腐蚀性差，使用过

4、程中易老化，易堵塞，气体分离通透性低。目前用于室内空气中挥发性有机物的净化的研究还未见报道。无机膜分离技术已广泛应用于空气分离制取富氧、浓氮的气体及天然气分控制等领域，龚圣等[3]对利用无机陶瓷膜净化室内空气做了相关报道，但其对室内低浓度VOC的去除效果并不理想。而有机膜具有高的分离系数，因此怎样使两者有机结合起来，扬长避短，优势互补，也已成为研究的热点。1.3生物过滤技术生物法净化有机废气的研究，国外是从20世纪80年代初逐步展开的，最初应用是在堆肥场和动物脂肪加工场的有机废气脱臭处理方面。目前主要用在处理低浓度、高流量的臭味、氨氮化合物以及有机挥发性气体等，尤其是针对苯、

5、甲苯、乙苯及苯乙烯的研究处理已经成为当前研究的一个热点。而国内是从20世纪90年代开始，利用生物技术处理挥发性有机污染化合物。金耀明[4]等利用生物膜分离技术分离醇、醛、酮和苯、甲苯、乙苯、二甲苯以及苯乙烯等简单的芳香族化合物，效果非常明显。殷峻等[5]进行了泥碳生物滤塔处理低浓度H2S恶臭气体的实验，去除率达到99%以上。生物过滤法有其广泛的前景，具有独特的优点，投资少、操作简单、运行费用低、可靠安全、较强的恶臭去除能力、能耗低、不受冬季寒冷气候的影响，如果设计得当，运行和维护费用很低。主要缺点是占地面积大、难以控制滤料的均一性、透气性、湿度、温度和pH等至关重要的操作参数

6、。-8-1.4静电技术静电技术在工业除尘中的应用已有近100年历史，将其应用于小环境的空气净化是一种较新的空气净化方法。它主要是利用高压静电场形成电晕，在电晕区里有自由电子和离子逸出，这些带电粒子就会在运动中不断地碰撞和吸附到尘埃颗粒上。从而使灰尘带上电荷，荷电后的粉尘等微粒在电场力作用下，就会沉积并滑落，使空气中的颗粒物和尘埃等除去，达到使空气洁净的目的。但是其除菌的具体效果还有待进一步验证，而且该方法不能有效除去室内空气中的有害气体如VOCs等[6]，同时，该技术的使用会产生臭氧，而臭氧对人体是有害的[7]，静电技术还存在吸附不彻底的缺点[8]。1.5纳米TiO2光催化技

7、术在光作用下，纳米TiO2能把空气中的甲醛、氨气、苯等有害气体转化为无毒化合物，对环境空气起到极好的净化作用，并能避免二次污染的发生。王晓强等[9]在净化空气多功能内墙涂料的制备及其性质研究中得出：随着光照时间的延长，不含纳米TiO2的样品箱内甲醛浓度几乎没有变化，而在含有纳米TiO2的样品箱内甲醛浓度逐渐下降。在纳米TiO2含量分别为1%、2%、3%时，甲醛降解率分别为81.4%、86.1%、92.3%，在3%时降解率达到最大。陈小泉[10]等对纳米TiO2晶体胶体膜的光催化降解作了研究，在某100平