复合型空气净化材料性能实验研究

杨晓平

摘要：随着社会经济发展和人类生活水平的提高，人们对生活环境质量要求越来越高，空气质量直接关系人类的生活质量和身心健康。室内空气污染成为人体接触环境污染造成健康危害的主要因素之一。在室内空气净化领域，单一的净化滤材对有害气体净化效果不理想，所以复合型空气净化材料应运而生，其性能实验研究意义重大，本文通过实验测试数据对比分析单一滤材与复合滤材的过滤性能，为室内空气净化器及商用净化设备开发设计提供参考和技术支持。

Abstract： With the development of social economy and human living standard， the demand of living environment quality is more higher， Air quality is directly related to human life quality and physical and mental health. Indoor air pollution has become one of the main health hazards. Single purification filter is not ideal for the purification， so composite air purification materials are produced recently. The experimental study of its performance is very important. In this paper， the filtration performance of single filter and composite filter is compared by experimental data. It could provide reference and technical support for the development and design of indoor air purifier and commercial purification equipment

关键词：复合材料;透气率;过滤效率;空气净化

Key words： composite material;air permeability;filtration efficiency;air purification

中图分类号：TB33                                        文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2019）27-0207-02

0  引言

室内环境污染源包括甲醛、苯、室内总挥发性有机物TVOC、氨气以及微量放射性元素等有害气体。室内环境污染日益严重，威胁程度逐渐加深。大量的室内空气净化方法及理论被提出，市场上出现各种类型的净化材料，按照净化原理以及材料性质大致可分为四类：物理净化材料、化学净化材料、生物净化材料以及近年流行起来的复合净化材料。不同的材料复合形成的空气净化器滤芯可以进一步改善室内空气的净化效果，人们在购买滤芯的时候也主要关注于复合化、集成化的空气过滤器产品，有效净化室内空气，提高空气质量。本文将熔喷类复合材料、针刺类复合材料、水刺布类复合材料与单一成分的滤料进行实验测试分析。如图1所示为空气过滤器滤料综合性能测试台，图2为滤料测试数据采集显示界面。

1  复合型空气滤材性能测试条件及对象

本实验滤料性能测试采用美标IEST-RP-CC021.3的测试方法进行效率阻力测试，检测仪器为粒子计数器，粒径档位为0.1-0.2um、0.2-0.3um、0.3-0.5um。测试用尘源为气溶胶DEHS，钠盐（2%NaCl溶液），温度25℃，湿度为50%，气流流量为32L/min的测试条件下进行。测试面积均为100cm2。

本次实验选取常规非织造过滤材料进行过滤效率测试，根据空气滤料的复合制造工艺，目前市场上较为典型的有水刺布类过滤材料以及熔喷类过滤材料。S表示水刺布类，R表示熔喷类。样品S1为水刺布单一材料，S2为水刺布单层覆膜材料，S3为水刺布双层覆膜材料。R1为熔喷布，R2为熔喷复合基浸布，R3为熔喷+针刺+纺粘布复合。

2  实验测试结果分析与讨论

由图4测试结果可知，水刺布单一无复合S1的过滤效率明显不如复合类S2、S3的过滤效率，S2与S3对比，复合程度越高其过滤效率在同等条件下越高。同样，由图5测试结果可判断，熔喷类单一无复合R1过滤效率不及复合类R2、R3。变化规律与水刺布复合材料相同。从过滤阻力的角度分析，由图6可以发现，无复合类材料的过滤阻力明显低于复合类滤材，覆膜后过滤层数增加了，阻力明显加大了，对风机的能量损耗也随之加大，透气度变差。 另外，对于滤材本身来讲，由图4、图5可知：S1、S2、S3、R1、R2、R3自身的过滤效率在不同粒径0.1-0.2um、0.2-0.3um、0.3-0.5um条件下，过滤效率逐渐增大，对尘埃粒子的有效过滤加强。

3  结论

市场上常见的物理净化材料主要的净化原理是对污染物进行物理吸附，其净化材料偏向于强吸附性质，譬如活性炭材料，但是其缺点是见效慢，易于吸附饱和而最终达不到净化功能。化学类净化材料主要是指采用氧化还原离子交换以及光催化等化学变化技术而生产出来的净化滤材，譬如光触媒（光催化剂）其优点是光催化活性高、化学性质稳定、氧化还原性强、成本低等。生物类滤材其净化原理是利用生物对空气中的污染物能够进行氧化分解，从而消除污染物净化空气，目前主要研究方向是绿植、微生物、以及酶制剂分解有害的有机物，起降解消除作用，生物酶净化目前正处于研究初期。将物理净化、化学净化以及生物净化有机结合，利用各自的优点，发挥其长处，对室内空气净化将会有很大的改善和提升，例如将活性炭结合光触媒形成的新型复合材料，将无毒无害的生物酶制剂附着在常规净化材料后，可降解气体中的有机物含量，没有二次污染，绿色环保。生物酶復合材料将成为绿色环保净化材料。

由此可见，室内空气净化材料的研究侧重点将会逐步放在复合型过滤材料上，复合滤材在空气净化效果上明显优于单一滤材，可以满足空气洁净度要求更高的无尘车间，精密仪器制造万级洁净工作间，改善居住和工作环境等等，发展前景广阔。

参考文献：

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