室内空气净化器技术应用效果及研究进展

杨裔

摘要：当前我国室内空气质量不容乐观，加快室内空气净化技术研究具有十分重要的现实意义。在此背景下，本文探讨了目前常用的空气净化技术及其应用效果，并对室内空气净化器技术的研究进行了展望。

关键词：室内 空气净化应用效果技术研究

当前我国很多城市、地区面临大气污染问题，如雾霾天气经常出现，户外的空气质量不断下降。户外的大气污染物会通过孔隙进到室内，当户外大气污染物因为起风而散去时，进室内的大气污染物却因为室内空间相对密闭而久久不能散去，对室内居住的人员身体健康带来危害。世界卫生组织研究显示在通风条件不佳的室内，空气污染程度要远高于室外，由于室内空气污染导致的健康问题大约是室外空气污染的健康问题的5倍。基于此是，室内空气污染问题以及室内空气净化技术成为大众关心的问题。

1室内空气净化器净化技术发展现状

1.1颗粒污染物滤除技术

当前进入商业应用阶段的颗粒污染物滤除技术主要包括高效颗粒空气滤网、静电驻极滤网、静电集尘等。高效颗粒空气滤网凭借风机实现循环被动吸附过滤，高效颗粒空气滤网对颗粒污染物的滤除效果较好，可以高效吸附空气中的细微微粒，吸附量大，同时还具有良好的吸水特性，对粒径为0.3um的颗粒污染物的滤除率高达99.97%。但高效颗粒空气滤网孔隙过小使风阻较大，导致噪音、能耗难以降低。而且随着使用时间的增加，高效颗粒空气滤网会集聚大量的灰尘细菌。静电驻极滤网的工作原理是利用带有静电驻极的无纺布收集空气中的污染颗粒物，静电驻极滤网的风阻较低、吸附量大、能耗较低、安全性好，可以有效滤除粒径在不低于0.1 um的颗粒污染物，而且深度容尘设计可以大大增加静电驻极滤网的使用寿命。静电集尘技术的基本原理是通过钨丝产生高压静电，使得空气中的颗粒污染物带电吸附于电格栅板，运用该技术的室内空气净化器噪音较小，但需要经常清洗，易产生臭氧，因此，必须确保臭氧排出量在安全范围内。

l.2微生物污染物滤除技术

用于滤除微生物污染物的技术包括臭氧消毒、紫外线消毒、负离子净化、净离子群净化等。其中臭氧消毒的技术原理是利用高频率电晕放电，高能电子、空气中的气体分子相遇发生反应，生产多种类型的活性自由基，自由基主要由臭氧构成，臭氧具有很强的强氧化剂，可以对微生物产生很强的氧化分解作用，达到杀灭微生物的目的。紫外线消毒的技术原理是利用波长范围在200纳米至290纳米的紫外线穿透微生物的细胞膜，破坏微生物细胞的繁殖能力，从而达到杀灭微生物的效果，但波长低于200nm纳米的短波紫外线可以将空气中的氧气分子分解后生产臭氧空气中的臭氧量超标会诱发各种疾病，且人体不能长期受紫外线照射，因此，存在一定的安全风险。负离子技术的原理是利用直流高压产生电量放电，使气体分子的外层电子失去，形成正离子，逃逸出的电子吸附于别的气体分子上产生负离子，负离子和颗粒物污染物结合形成“重离子”附着在物体表面，达到净化空气的效果同时负离子还能去除空气中的正离子提高空气的质量，但负离子技术中的负离子大部分为粒径较大的空气负离子活性较低，难以自由移动，因此其作用范围较小，无法显著提升室内空气中的负离子浓度，目前负离子空气净化器技术还未完全成熟，其产生的负离子只能有效作用于30cm-35cm范围内，如果超出该范围空气中的负离子浓度将失去平衡，负离子浓度太高会对人体的白细胞产生杀灭作用，从而诱发疾病。净离子群技术的原理是将空气中的水分子电离产生H+离子、02-离子群，它们与空气中的病菌结合，产生一系列化学反应生成OH自由基，可以破坏微生物细胞中的蛋白质，达到杀灭目的，OH自由基的杀灭微生物的效果强于臭氧，在空气中留存时间更长，可以更加有效地杀灭有害微生物。

1.5气体污染物滤除技术

1.3.1吸附技术

根据其技术方式，吸附技术主要包括物理吸附北学吸附两大类。物理吸附是指通过分子间地作用达到吸附效果，该过程释放热量，可以逆转，如果升温或降压被吸附的气体污染物将逃逸，吸附剂、被吸附物的形状不变。化学吸附是利用分子之间的化学键力达到吸附效果，其吸附性很强，通常只有在温度很高或存在其他化学反应的情况下，这种吸附才会脱离。吸附技术常用的多孔材料由活性炭、沸石、粘土等，其吸附方式通常为物理吸附，有学者对湿氧化改性活性碳纤维吸附低浓度苯、丁酮蒸气进行了研究，发现湿氧化改性活性碳纤维经过过氧化氢处理之后其表面积、微孔容积显著提升，对于低浓度苯、丁酮蒸汽的吸附效果明显更好。吸附技术能耗低，但是当外界环境，如温度等出现变化时，污染物可以脱离吸附质，形成二次污染。因此，需要经常更换过滤材料，以免吸附饱和，但这样会增加成本，也不够便利。

1.3.2光催化净化技术

该技术是近些年发展势头较猛的一项净化技术，光催化技术的基本原理是利用激发光源、催化剂产生光催化作用，起到净化作用。现阶段常用的激发光源是紫外波段，催化剂通常为二氧化钛、纳米氧化锌、贵金属等。纳米二氧化钛光催化性很强，耐腐蚀，无毒无害，是应用最广泛的光催化剂。目前德国STO公司已经研制出可以用于室内空气净化的光催化生态漆，可以用于室内装饰，而可以有效降低室内的有害挥发性化合物，如甲醛、甲苯、酮等。但光催化反应受到光催化剂的类型、结构、粒径、结构、污染物浓度、紫外线波段、紫外线强度、湿度、空气流速等众多影响，且光催化反應中间产物具有较强的毒性，可能造成二次污染，因此，光催化技术的成熟应用依然需要经过一个漫长过程。

1.3.3低温等离子技术

该技术的原理是通过气体放电形成的反应活性很强的电子、原子、分子、自由基和空气中的有害分子，如甲醛分子发生反应，使其分解成无害物质。高能电子、甲醛分子相互碰撞，能量转换成甲醛分子内能，使其发生激发、离解、电离等过程，活化后的甲醛分子与自由基、臭氧反应，生成小分子产物。有学者研究了N2作载气、甲醛浓度为O.lmg/m3的条件下，通过低温放电分解甲醛气体分子，分解率达到97%。低温等离子技术适用范围广效率高可以有效滤除空气中的甲醛，但易产生一氧化碳、臭氧、氮氧化物等物质，而且低温等离子设备价格高昂、能耗较高，难以普及应用。

2室内空气净化器净化技术研究展望

当前针对颗粒污染物的空气净化器技术最成熟，但针对气体污染物的空气净化器技术尚未成熟。因此，目前空气净化器技术的研究重点是针对气体污染物的净化技术。到目前为止，大部分研究人员将研究方向集中在物理吸附、光催化两种技术的结合方面。随着生物技术的进步，用活微生物治理环境污染物成为可能，如固定化酶、固定化微生物技术可以提取出微生物的酶，利用酶净化空气，因此，成为室内空气净化器技术研究的一个热点，微生物净化空气研究具备以下主要特点：

（1）微生物体积小，表面积大，可吸附大量有机物。（2）微生物分解氧化有机物的能力较强（3）微生物净化空气技术的适用范围广（4）生物酶无毒无害，用量少，可以彻底净化空气，且不会造成二次污染。因此，生物酶复合材料是未来室内空气净化器技术发展的重要方向。

3结束语

综上所述，室内空气质量关系到人们的居住品质和身体健康。随着绿色环保理念的深入人心，室内空气净化技术受到人们的重视，在此背景下，室内空气净化器技术也必然会朝着高效、节能、安全的方向发展，微生物空气净化器技术成为未来研究的重点。

参考文献

[1]陈晓淼，刘峥军，郑浩，等.室内空气净化方法及研究进展[J].轻工科技，2014（4）：62 63.

[2]刘建华，王海军.T102在室内空气净化中的应用研究进展[J].宜宾学院学报，2009，9（12）：79-82.