化工净化材料在室内空气净化中的应用

苏海燕

摘 要：随着我国房地产行业的迅速发展，促进了装饰装修工程的发展，目前我国装饰装修工程技术水平得到了不断的提升，但是由于装修材料质量参差不齐等原因，造成室内空气含有超标的有害气体，严重影响人们的身体健康。对此应加强空气的有效净化，使其能够满足人们身体健康需求。本文主要探讨了化工净化材料在室内空气净化中的应用，希望能够为相关工作者提供借鉴。

关键词：空气净化;化工材料;应用效果

近年来，随着环境问题日益的严重，相关工作者加大了化工材料的研发，将化工净化材料应用在室内空气净化中，可以降低空气中的有害气体，为人们的身体健康提供重要保障。目前空气净化材料较多，如石吸附材料、催化氧化材料等，在室内空气净化中可以起到良好的净化效果，能够有效去除空气的有害物质，改善室内的空气环境。

1 化工净化材料应用概述

随着人们生活水平的不断提高，人们对对环境提出了更高的要求，再加上目前我国空气污染严重，促进了化工净化材料的研究以及应用，并产业了一系列的化工净化材料以及净化技术。目前室内空气净化材料有很多种，主要分为以下几种：吸附材料。吸附材料主要是利用吸附材料上的较大的孔隙来吸附有害气体。种类有很多种，包括石墨烯、活性炭、活性炭纤维、碳纳米管、碳纳纤维;化学氧化材料。化学氧化材料主要有二氧化氯、尿素、次氯酸以及过氧乙酸等等，这些化学氧化材料，在室内空气净化中的应用，会造成二次污染，因此很少采用;植物及中草药提取物净化材料：植物及中草药提取物净化材料主要是利用中草药的吸收能力，吸收大气污染物并进行降解和转化。植物及中草药提取的一系列酶活性物质，包括过氧化物酶、超氧化物歧化酶、非酶抗氧化及维生素C等;纳米TiO2催化剂及可见光材料：该材料主要是可见光或微弱光线下，能够长久的催化释放甲醛。对于上述几种材料，常见的是吸附材料以及催化氧化材料，因此需要重点对两种材料在空气净化中的应用进行探讨。

2 化工净化材料在室内空气净化中的应用

2.1 吸附材料

在室内空气净化中，吸附材料应用的较为广泛，吸附材料种类较多，性能优势较为突出的有石墨烯、活性炭、活性炭纤维、碳纳米管、碳纳纤维等，其中活性炭与活性炭纤维属于传统碳质材料，其空隙结构丰富，且比表面积大，其具有良好的吸附能力;碳纳米纤维、碳纳米管以及石墨烯属于纳米碳质材料，其尺寸稳定、比表面大，能够实现高效吸附。

2.1.1 活性炭

活性炭在空气净化应用过程中，主要是利用其孔周围强大的吸附力，将空气中的污染物质吸入，从而达到空气净化的目的。室内甲醛气体浓度会随活性炭吸附时间的增加而逐渐降低，在吸附之后室内甲醛浓度值低于《室内空气质量标准》标准中的限量值，但是当吸附到一定时间后，室内甲醛浓度会有小幅升高，出现脱吸现象。用1m3环境测试仓实验，经试验吸附1h后，活性炭对甲醛的去除率已达到80%以上，即lh内甲醛吸附速率很大;1h-3h内甲醛的去除率增加10%左右，表明甲醛吸附速率变慢;3h-4h内甲醛的去除率增加量很小，可认为3h时甲醛已达到吸附平衡。这说明活性炭的吸附时间并不是越长越好，超过一定时间后活性炭会脱附，因此它有一个最适合的范围。

2.1.2 活性炭纤维

活性炭纤维可以有效吸附无机气体以及有機气体，无机气体主要包括NO、H2S、SO2、NO2等，有机气体主要包括环乙烷、苯以及丙酮等。用苯标准气体在相同条件下对活性炭和活性炭纤维吸附管进行吸附能力的试验，结果表明活性炭纤维饱和吸附容量可达25%以上，活性炭饱和吸附容量约为12%，对于高浓度苯气体吸附率，两者的吸附率均为95%左右，但对于低浓度苯气体吸附率活性炭纤维要高与活性炭。试验结果表明，与颗粒活性炭相比，活性炭纤维具有更好的吸附能力。在活性炭纤维材料基础之上，增加光催化剂TiO2，可以形成复合材料，这种复合材料中的活性炭纤维负责吸附空气污染物，而光催化剂TiO2则负责进行分解，这样可以达到良好的净化效果。

2.1.3 碳纳米纤维

碳纳米纤维是由静电纺丝法制备而成的，该制备方法操作简单，而且成本较低，因此可以广泛制备碳纳米纤维。将碳纳米纤维应用在空气净化中，在吸附SO2方面可以起到良好的效果，而且可以持久使用。对于碳化或者活化后制备的碳纳米纤维，与原碳纳米纤维相比，对甲苯等具有更高的吸附效果。

2.1.4 碳纳米管

将碳纳米管应用在室内空气净化中，可以起到良好的吸附作用。在NOx、CO2、苯等气体的吸附中，可以采用单壁或者多壁碳纳米管。碳纳米管可以高效吸附NOx，虽然也可以吸附CO2等气体，但是与吸附NOx的效果相比，吸附量相对较少。与此同时单壁碳纳米管在0℃-200℃范围内对CO2进行吸附，其吸附量是活性炭的2倍，该吸附量可以满足温室气体检测的需求。

2.1.5 石墨烯

石墨烯是一种理想的吸附材料，被广泛应用在室内空气净化领域。石墨烯可以用于对污染气体、染料粒子、重金属离子进行吸附。在空气净化过程中，可以直接将石墨烯应用在CH4、CO、NOx、HCHO等气体的吸附当中。对于石墨烯、改性石墨烯、石墨烯复合材料，均可以应用在室内空气净化中，实现物理吸附以及化学吸附，而且均可以获得良好的吸附效果。

2.2 催化及氧化材料

2.2.1 低温吸附--原位升温催化净化材料

催化氧化法是使用催化剂来降低VOCs氧化所需要的温度，且能重复的利用反应产生热量，实现了热量的循环。催化氧化法具有净化率高，能耗低、无二次污染等优点，由此引起了国内外研究者的广泛关注。目前催化氧化VOCs的催化剂主要分为两类：一类为贵金属催化剂，以Au、Pt、Pd、Ru为代表;另一类以过渡金属氧化物催化剂。贵金属催化剂催化活性高、热稳定性强、反应温度低、普适性强，得到了广泛的研究。

2.2.2 光催化氧化氨气催化材料

室内气体污染中，氨气污染较为严重，对人的身体也有巨大的伤害。因此还应采用光催化氨气催化材料对氨气进行催化氧化，以达到净化空气的目的。与未改性的锐钛矿TiO2催化剂相比，该催化剂具有良好的性能，能够有效的净化氨气。与此同时催化器如果去氟以后，虽然能够实现高暴露的晶面，但是在一定程度上，降低了催化剂的活性;通过比活性计算结果可以看出，光催化剂净化氨气的优异性能，主要是在两方面作用下形成的，一是表面氟改性，二是表面氟改性引起的活性晶面的高暴露。

2.2.3 碱金属添加的催化剂

碱金属不仅可以在Pt/TiO2催化剂中具有助催化作用，还可以将其应用在Pd基催化剂中，在Pd基催化剂中，添加碱金属一方面可以促进Pd在TiO2载体中进行分散，另一方面还可以促进Pd在TiO2载体表面中更高的温度，这样可以充分发挥催化剂活化作用，更好的利用Pd基催化剂对甲醛性能进行催化氧化。

3 总结

综上所述。近年来，我国加大了对房地产市场的管理，但是在装饰装修材料方面还存在许多的问题，造成许多不合格的材料应用到装饰装修中，造成了严重的空气污染，对人们的身体健康产生不利影响。对此要重视对空气的有效净化，满足人们身体健康需求。目前我國相关工作者加大了化工材料的研发，将化工净化材料应用空气净化中，可以降低空气中的有害气体，为人们的身体健康提供重要保障。本文主要对吸附材料、催化氧化材料两种材料进行了深入的探讨，希望能够为相关工作者提供借鉴，未来在空气净化中，更好的应用化工净化材料，有效去除空气的有害物质，改善室内的空气环境，保护人们的身体健康。

参考文献：

[1]佚名.可除甲醛、乙醛、乙酸和氨的空气净化材料及其制备方法[J].乙醛醋酸化工，2019（01）：52.

[2]王佳媛.室内空气净化材料与技术应用研究进展[J].科学咨询（科技·管理），2012（03）：58-60.

[3]沈文忠.室内空气净化材料与技术应用研究进展[J].现代装饰（理论），2012（07）：41.

[4]丁高升，王松森，李世杰.空气净化材料的筛选及在空气净化墙面涂料中的应用[J].中国涂料，2016，31（05）：47-53.