基于廉价实用型空气净化组合材料初探

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　　摘 要：根据对西安部分高校的调查，其所有的公共教室，及宿舍走廊均没有安装空气净化装置，在流感频发的季节及遇到空气较差的天气，显得束手无策，基于以上问题，特意探究一款廉价、有效、易于获得的空气净化组合材料。
　　关键词：空气净化材料;廉价;有效
　　DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.22.155
　　0 引言
　　 污染物分为两大类，第一类为肉眼可见的污染物，大颗粒污染物，如灰尘、柳絮等。第二类为肉眼不可见的污染物，如PM2.5、PM10以及臭气等。第一类污染物可以通过人体自身，如鼻毛或过滤的手段去解决，过滤效率会随时间的推移而降低，如果问题得不到尽快解决，会严重影响人体的健康，引发呼吸道疾病，长期处于该环境下严重情况会引发癌症或者死亡。第二类污染物由于人们肉眼看不见，且这种污染物一旦进入人体的呼吸道或是肺部将很难被清除。
　　1 目前的空气净化的主流技术
　　1.1 物理净化方法
　　 活性炭在空气净化方面应用广泛，独特的物理性。其特点是比表面积大，内孔多，吸附性强。制造容易，经太阳暴晒可以重复使用。缺点是吸附能力有限，需要人为控制，且不能杀毒除菌。
　　 滤网过滤，应用最为广泛的是HEPA滤网，可以过滤99.99%的微小颗粒物（0.3微米及以上），具有很强的吸附效果。何梓豪[1]等人试验分析得出聚酯纤维、聚丙烯纤维及玻璃纤维是最佳的过滤材料。缺点是，价格高，需定期更换滤网。
　　1.2 化学净化方法
　　 光触媒光催化，是以二氧化钛为材料，在光照条件下与空气中的有机污染物发生光催化反应，生成水和二氧化碳。成本低，环保，无二次污染。缺点是必须置于光照下或紫外灯下才有作用，不能处理空气中的悬浮物及细微颗粒物。
　　 国内纳米TiO2研究：
　　1.3 物理与化学方法混合净化
　　 北京矿业大学郑水林教授组，已实现硅藻土负载二氧化钛净化材料大规模生产，显著增强了装饰材料净化污染物的能力;施恩斌等[4]将硅藻土复合二氧化钛材料用于硅藻泥，净化效率达96%。
　　2 实验
　　2.1 实验思路及原理
　　 （1）去除空气中的大颗粒物，细菌，病毒及臭气。选取的主要材料及仪器有，某品牌小型风机（风量为2.2m?/min），浓度均为0.15g/ml的Nacl盐溶液，少量次氯酸溶液，压缩后的丝瓜瓤，活性炭。原理图如下：
　　 实验原理：
　　 ·抽取一定体积的空气。
　　 ·将TSP阻留在已知质量的滤膜上。
　　 ·由采样后的滤膜增量和采气体积算出单位体积空气中TSP的质量（mg/m3）空气中大颗粒物短时间浓度计算：
　　 式中：C—大颗粒物的浓度，mg/m3;V1—采样后的滤膜质量，mg;W0—采样前的滤膜质量，mg;Vr—标准大气压下采样体积，m3。
　　 在给定的实验条件下，得出了以下测试结果：
　　 该方法对大颗粒物净化效率为64%，在0-20min内净化速度最快，20min之后净化速度趋于平缓。
　　 净化效率与室内温度及盐溶液浓度的相关性分析：
　　2.2 实验意义
　　 加丝瓜瓤意义在于可碎化气泡，达到空气与混合溶液的接触比表面积。空气出口处，下方丝瓜瓤主要作用是为了过滤出净化空气中的盐分子及少量水分子，上方丝瓜瓤主要是去除初处理空气中的残留臭气。
　　3 总结
　　 （1）该方法适合应用于学校公共娱乐场所及教室区域，较为显著的净化效率，将具有广阔的前景;（2）通过以上的实验，其中混合溶液，丝瓜瓤及活性炭的共同作用，增強了活性炭单因素的净化效率，符合实验预期效果。
　　4 展望
　　 目前空气净化方向发展的趋势可以将光催化技术于上面提到的技术所结合，就可以有效的处理颗粒物，细菌及有机污染物，可应用于其它场所。
　　参考文献：
　　[1]何梓豪，裴清清，秋元孝之.针对PM2.5的家用净化器HEPA滤网材料选择[J].环境工程2018，2018，36（08）：87-89.
　　[2]沈抗燕，唐新硕.Ti02粉末催化剂光催化降解室内空气中有机污染物[J].杭州大学学报，1998，25（04）：55-58.
　　[3]MemonH，王宁宁，王珏等.负载纳米二氧化钛光催化织物的制备及其性能研究[J].浙江理工大学学报，2016（01）：1-3.
　　[4]施恩斌，朱华，陈晓龙.硅藻土负载改性纳米二氧化钛制备硅藻泥及其性能研究[J].新型建筑材料，2014，41（12）：84-88.
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