空气净化器主流技术综述及发展趋势

许高杰，刘朋亮，宋苏杭，徐 更，秦莉婷

(郑州大学护理学院， 河南 郑州 450000)

1 空气净化器发展的背景

2014年颁布的《世卫组织室内空气质量指南：家用燃料燃烧》不仅提出了各种室内空气污染物导致的危害，还规定了减少室内空气污染的新指标。根据世卫组织发布的这份《指南》，每年全球共有700多万人因暴露于室内或室外的空气污染而死亡，这一数字占每年全球死亡人口总数的1/8。其中每年因室内污染而致命者约有430万人[1]。在全国范围内，大气原因导致的慢性阻塞性肺病(COPD)死亡率的估计约为12000人[2]。PM2.5属于一种可入肺颗粒，能够直接进入到患者的肺部，并在有毒物质的作用下导致人体肺部出现恶化，进而引发癌症，现阶段我国肺癌死亡率有明显上升的趋势[3]。PM2.5已成为评估空气质量的重要指标，并成为当前最重要的环境危险因素[4]。在美国环境保护署(EPA)1997年颁布的空气质量标准中，将空气中PM2.5浓度限定为年均值0.015 mg/m3，日均值为0．065 mg/m3[5]。中国政府也于2012年2月29日发布新的环境空气质量标准，将PM2.5作为重要的监控指标[6]。严重的城市空气污染对人们的身体健康造成了极大的安全隐患，而空气净化器可以有效净化空气中的PM2.5等有害物质。这极大的促进人们对这项技术的需求，空气净化器也得到了较大的应用与发展。

2 空气净化器的主流技术

空气净化器又称空气清洁器、空气清新机等，是指能够过滤、吸附、分解或转化各种空气污染物(粉尘、异味、甲醛之类的装修污染、细菌、过敏源等)，能有效提高空气清洁度的家电产品，主要分为家用、商用、工业等[7]。目前市场上空气净化器应用领域广泛，使用的技术也各式各样。其中主流技术有活性炭吸附技术、负离子技术、臭氧灭菌技术、光触媒技术、HEPA过滤技术几种。

2.1 活性炭吸附技术

活性炭吸附技术是空气净化装置中最常见的一种过滤方式，活性炭是利用木炭、木屑、椰子壳一类的坚实 果壳、果核及优质煤等做原料，经过高温炭化，并通过物理和化学方法，采用活化、酸性、漂洗等一系列工艺而制成的黑色、无毒、无味的物质[8]。经过特殊制造的活性炭具有强大的吸附力，可以有效净化空气中的细微颗粒物。但是活性炭技术杀菌灭菌效果不佳，吸附能力到达饱和后必须更换。

2.2 负离子技术

负离子空气净化器主要是通过制造高压的电量放电环境，使空气中的空气分子外层电子跳跃出去。跃出的自由电子会跟另一气体分子结合形成“负离子”，负离子跟污染物结合发生沉降作用，从而达到灭菌净化的空气功能。需要注意的是该类技术在空气净化的同时，会产生大量臭氧，造成新的污染。

2.3 臭氧灭菌技术

臭氧消毒原理是通过高频电量放电产生大量的等离子体，此时高能电子与气体分子碰撞发生一系列物化反应，并将气体激活产生多种活性自由基和臭氧[9]。臭氧可以对空气中的细菌，病毒等有害物质发生催化跟氧化作用。这些有害物质在催化作用下被解离成二氧化碳和水，从而实现空气净化的功能。

2.4 光触媒技术

光触媒是一种以纳米级二氧化钛为代表的具有光催化功能的光半导体材料的总称[10]。空气净化装置中运用光触媒技术可以充分利用光能，极大的提高了空气净化的效率。光触媒可以在强光的照射下发挥强大的氧化还原功能，它可以分解各种细菌跟有害污染物，具有强大的除菌、除臭、净化空气的功能。

2.5 HEPA过滤技术

含溶菌酶的HEPA具有高效除尘和杀菌两大功能，当空气通过滤网时，先滤集捕捉尘粒和细菌，然后将捕捉到的细菌杀灭[11]。HEPA过滤网应用于空气净化装置中，一方面有效的去除了空气中的尘埃，另一方面杀灭了空气中的细菌微生物，抑制滤网上细菌的繁殖，达到了高效净化空气的功能。

3 发展趋势及展望

随着人们健康意识的提高，人们对空气净化提出了更高的要求，空气净化器将作为健康生活的一部分，取得了快速发展。多功能化、智能化、便携式将成为空气净化器的主要发展方向。

3.1 空气净化多功能化

多功能的空气净化器，有着广泛的应用领域。根据新版《空气净化器》标准可细分为：纯净化型、加湿净化型、智能型、车载型、桌面型、大中型、中央空调系统型[12]。而根据其不同的应用范围又可具体分为居家型、医疗型、工业型。居家型主要采用单机型，市面上多流通此类空气净化机；医疗型主要用于保障医疗环境处于无菌状态，适用于烧伤、重度感染、禽流感等患者；工业型则应用在制造精密仪器和创造高标准试验环境两个领域。基于上述的标准分类，空气净化器可用于不同需求的场合，推进更加细化的分类，可以满足不同场合和领域的个体化需求。

3.2 智能化

空气净化器的智能化定位，是通过与互联网大数据等网络技术的结合，使空气净化器能满足用户的个性化需求，实现家庭型和企业型的模式构建。家庭型依赖APP等软件，获得用户的个性化数据，自动关闭或开启空气净化器，降低能耗提高效率，使用户获得更好的体验；企业型依存智能视频监控和人群流动时间空间差异性，自动运算得出开关计划，为员工提供优质的工作环境，提高企业对员工的吸引力。

3.3 便携式

空气净化的环境复杂多样，在某些场所大型的空气净化机使用不便。基于这类情况，空气净化器向小体积、便携化发展成为必定。高守瑞[13]提出的空气净化器设计思路，以缩小体积，简化结构，智能运行，便于养护为特点，达到了个性化随身携带的要求；李天旭[14]等人研究的便携式空气净化器，突出Arduino系统进行数据处理后，通过移动终端实时获得相关温湿度值与PM2.5值，从而为空气净化器的调控提供参考。这样小体积，易于携带的空气净化器可以适应不同的环境，具有极大的市场需求。

3.4 避免二次污染

空气净化器的首要技术问题是避免二次污染，其焦点是滤网的更换与否。在HEPA技术下生产制造的空气净化器采用了纯物理材质，来进行灰尘细菌的拦截[15]。但是这项净化技术存在缺点：滤网工作一段时间之后，灰尘、细菌微生物会阻塞空气净化器。空气净化器不仅会失去空气净化的功能，而且很有可能会造成空气的二次污染。根据陈时俊[16]等人的报道，由于成本问题，商家往往隐瞒更换滤网的潜在消费，进而造成二次污染并影响消费者的健康问题。针对这一问题，主要通过采取有效监控及时更换滤网的方法，来避免空气净化器的二次污染。

4 结语

随着人们经济水平的发展，人们开始追求高质量和高品质的生活，人们对于健康生活要求更高，健康产业快速发展。而空气净化器的兴起，正处于这一时代大背景，在政策，市场，技术等多方面获得了广泛的支持，相关创新层出不穷。主要以大数据信息智能化及便携式为中心，进行相关的理论创新和实践开发，涌现了一批面向个人家庭，企业等不同群体的个性化产品，获得了广泛的消费基础。但由于商家过分关注利润，将空气净化器的使用缺陷，未能传达给消费者，致使空气净化器的市场支持下降。因此要推进空气净化器的全面发展，不仅需要净化技术的不断革新，还需要企业与消费者的共同努力。