室内空气净化技术的现代研究与进展

室内空气净化技术的现代研究与进展

作者：徐伟杰

来源：《科学与信息化》2017年第33期

摘 要 文章以室内空气净化技术为写作对象，首先介绍了室内空气污染物的种类和危害，接着分析了不同污染物净化技术，最后论述了几种净化技术的最新发展，以便可以使得净化技术更好地造福人类社会。

关键词 室内；空气净化技术；发展

由于人类文明快速发展，在经过了光化学污染烟雾、煤炭污染之后，人类社会正在经历室内空气污染。在每一天生活中，人们在室内停留时间超过了90%，几乎每天呼吸绝大部分空气都是室内空气，所以室内空气质量关系着人们身体健康。根据最新调查显示，现代室内空气污染对于人体健康产生了重大影响，甚至比户外烟雾影响更深。 1 室内污染物种类和危害

根据室内结构不同，室内污染物大致可以分为三种。

第一种，有机化合物。这种有机化合物除了醛之外，还有苯、甲苯、二甲苯等。 第二种，可吸入固体颗粒。这种颗粒包括粉尘、烟尘、毛发等等。有机无害气体包含有一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等。

第三种，悬浮微生物。悬浮微生物主要有细菌、病毒等等。微生物可以根据自身特点导致人体疾病，从而对人们生产生活造成重大影响[1]。 2 不同污染物净化技术

在现有室内空气治理各项技术中，很多技术只是对特定污染物进行净化，采用单一技术很难对所有污染物进行处理。下面笔者就介绍室内净化不同空气污染物采取净化措施。 2.1 挥发性有机化合物净化

在我们室内，虽然挥发性有机化合物数量并不多，但是它对人体危害却十分巨大。目前，净化挥发性有机物方法有以下几种：吸附法、纳米材料净化法、微波催化氧化法、生物过滤法等等。在以上几种方法中，吸附法最为常见。吸附法主要是使用物质吸附功能将有害物质吸附起来。光催化法主要是使用紫外线照射使其进行分解。在室内，空气中有机化合物通常可以被氧化成二氧化碳和水等无机物。

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2.2 可吸入固体颗粒及有害气体净化

目前，室内空气颗粒物主要采用静电除尘、低温、纳米光催化等技术进行处理。在采用低温等离子技术时，由于等离子体系中含有较高活性基团，他们可以破坏大多数有机物化学成分，使之断裂，从而达到最终降解效果。与此同时，低温等离子体系活性集团极易被氧化，还原成无机物。 2.3 微生物净化

净化微生物主要通过两种不同技术，它们分别是臭氧氧化和纳米光催化。由于臭氧具有很强氧化性，它可以和很多细菌等微生物发生氧化还原反应，综合破坏细菌细胞膜，使得细菌生成代谢和繁殖出现混乱，最终达到净化空气目。臭氧对于细菌消灭是永久和彻底，它可以在局部范围内彻底消灭所有微生物[2]。 3 几种净化技术最新发展 3.1 吸附技术

吸附技术脱俗效率非常高，可以适用几乎所有有害气体处理，因此在进行有害处理时常常作为首选方法。常用吸附剂有活性氧化铝、活性炭等等。

近些年来，随着科技不断发展，各种各样新型活性炭层出不穷，例如，蜂窝状活性炭、球状活性炭等等。目前，现有有关活性炭改进主要集中在应用和吸附性能上。其中，活性纤维碳性能非常优越，由于其容量大、速度快等性能，使得人们非常关注。

在我国，活性炭吸附研究取得重大进展，以汪明光教授为首研发小组采用了热封工艺，取得效果非常令人满意。蔡建林团队通过用水对于吸附性活性炭进行改进，使得其对于甲醛吸附效果更加明显。通过一系列实验研究表明，经过处理吸附炭对于小量低浓度有毒气体吸附能力有了质提升，可以满足湿地高质量空气要求。

由于活性炭纤维具有良好吸附效果，同时也具有再生等等优点，虽然其不能从根本上去除污染物，但由于优点非常显著，在现在社会中得到应用日益广泛。 3.2 生物净化技术

由于生物技术投资相对较少，管理起来非常方便，运用过程也非常可靠。近些年来，人们在进行除臭、除氮氧化物等等废物时取得了一定效果，通过使用生物技术来净化废气已经成为热门课题[3]。

通过生物法去除有机废气，主要在西方国家得到广泛运用，其中又以日本生物滤池尤为突出。在目前，国外已经广泛运用了有关生物过滤技术，对于低浓度高流量有机污染物处理，其

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中对于甲苯、乙苯、二甲苯等气体处理非常显著。例如，许多酿酒厂、食品加工厂在进行有机废气处理时，其处理效率常常高达80%以上。我国从20世纪90年代起，对于该项技术进行了研究，目前也取得了非常显著成果。例如以清华大学为代表生物法去除恶臭气体，其实现净化率高达90%以上，取得了良好效果。 3.3 膜分离技术

近些年来，膜技术成为气体分离发展新方向，它本身具有简单、快速、高效、低成本等等优点，这就让其成为人们研究热点。早在20世纪80年代，膜分离技术已经在食品化工、生物化工、海水淡化等领域取得了广泛运用，与此同时还使用于分离和回收石油化工生产排放出甲苯等有毒气体。

由于气体分离膜主要分成两种，他们分别是有机膜和无机膜。在使用有机膜时，由于在回收有机物分离方向取得突破性进展，该方法对于有机气体中甲苯，甲醇等等气体回收率已经高达98%。无机膜广泛应用于富氧、炼气、石油化工等等气体脱除方面。无机膜分离技术虽然具有化学性质稳定，不被微生物降解等等优点，但是它在气体分离系数上表现很低。但是有机膜在分离系数表现却非常良好，因此如何将这两种膜优点集合在一起将会是下一个研究热点[4]。

综上所述，由于空气本身就具有一定复杂性，各种各样计划技术有自身优点也有自身局限性。吸附技术等等技术，并没有从根本上消除有害物质，有时甚至可能会造成二次污染。因此，我们以后研究方向就是将各种技术优点集合在一起，扬长避短，以便更好提升四倍净化效率。例如，现在已经有学者将光催化技术和吸附技术结合在一起，结果发现这些技术结合在一起，不仅可以大大增强室内低浓度有害气体吸附效率，而且可以使得活性炭在使用过程中再生。我们相信，在不久将来，人类室内空气净化技术可以迈上一个新台阶，更好为全人类造福。 参考文献

[1] 孟宪谦，薛友祥，吕华，等.TiO2光触媒担载多孔陶瓷室内空气净化元件研究[J].现代陶瓷， 2014，（2）：16-18.

[2] 吴忠标，赵伟荣.室内空气污染及净化技术[M].北京：化学工业出版社， 2015：59. [3] 张华山，袭著革.室内空气污染因素对人体危害及净化技术措施[J].洁净与空调技术，2015，（1）：23-25，30.

[4] 赵毅，李守信.有害气体控制工程[M].北京：化学工业出版社，2016：-93.