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纳米光催化空气净化器净化效果的实验研究
作者:管理员    发布于:2016-11-07 10:02:21    文字:【】【】【

  实验研究纳米光催化空气净化器净化效果的实验研究菜,陈连生,陈晓东(TVOC)的净化效率,了解其净化效果。方法按照国家标准空气净化器(GB/T18801―2002)的步骤进行实验,根据实验结果计算空气净化器的洁净空气量和净化效果。结果纳米光催化空气净化器对空气试验室和现场空气中甲醛及TVOC的净化效率分别为(21.0,167)和(46 8,39.2)3h在两种环境中对甲醛和TVOC的去除率分别达到541,90.5(扣除自然衰减影响)和438,720.结论纳米光催化空气净化器对室内装修产生的主要污染物甲醛和TVOC均有一定的净化作用,但对TVOC的净化效率远高于甲醛。

  居室、汽车内部装修污染的增多使各类空气净化产品应运而生。近两年,随着纳米技术和光催化技术的迅速发展,合成了具有强氧化特性的纳米光催化材料,采用这种材料为净化部件的空气净化器逐渐出现于市场。国家于2002出台了空气净化器的评价方法从而使空气净化器的检测评价有了统一的标准。目前国内对空气净化器的净化效果研究主要集中在对可吸入颗粒物、CO、CO2、SO2、NOx等常规污染物的净化而对装修产生的主要污染物甲醛和总挥发性有机物(TVOC)1〕的净化效果研究较少,为此,我们对某品牌纳米光催化空气净化器针对这两种污染物进行了实验室和现场效果的对比实验。现将结果报告如下。

  1材料和方法1.1实验样品一台额定风量为180mVh的某品牌以纳米光催化材料为主要净化部件的空气净化器。

  1.2实验场所空气试验室为30m3可控温、调湿、全不锈钢封闭测试舱,其设计参数符合国家标准空气净化器(GB/T 18801―2002)附录A要求。现场实验场所为一新装修过的招待所客房,面积14m2. 1.3检测仪器甲醛检测仪为美国Interscan 4160型甲醛测基金项目:江苏省科技发展项目(BS2002059)江苏省预防医学基金(Y2002D17)环境材料与健康的研究。

  定仪,每次测定前开机预热10min调零后采样读数;TVOC检测仪为美国RAE公司PGM-7240型手提式VOC气体检测仪,使用前调零,待仪器开始采样2min后读数1.4实验方法实验室检测:按国标空气净化器(GB/T18801― 2002)的步骤进行实验,调节空气实验室温度到20°C,相对湿度到40,同时开启空气净化系统,净化试验室内空气,使污染物浓度小于分析仪器的检测下限。甲醛采用含有37甲醛的原液进行挥发同时开启空气试验室内风扇进行搅匀,当监测浓度达到国家标准012mg/m3的5~10倍时关闭挥发器,风扇继续搅拌1min后停止,此时开始记录甲醛测定仪浓度,每2min测定1次,连续测定20min为继续观察净化效果我们连续进行试验3h,每1h测定一次结果;TVOC的发生采用市售防锈漆,发生浓度为0. 10倍,按照上述步骤进行试验,记录数据。根据数据计算洁净空气量和净化效率。现场检测:将待测客房门窗关闭12h后检测室内空气中起始甲醛和TVOC浓度并记录数据,将空气净化器置于客房中心开启,按照上述时间进行检测并记录数据。

  2结果2.1空气净化器对试验室中醛、TVOC的净化效果(表1)2.2实验室20min时醛和TVOC的衰减常数(k)、洁净空气量(CADR)、相关系数(r)和净化效率(Y)计算结果(表2)衰减常数(k)的计算:Ct=C0ekt.:Ct―在时间t时的浓度,mg/m3;C0―在t=0时的初始浓度,mg/m3;k―衰减常数,/mint―时间,min.上式变换为线性方程:LnCt=LnC―ktLnCt对t作线性回归处理可求得衰减常数k洁净空气量(CADR)的计算:CADR=V(ke―kn):CADR―洁净空气量,m3/minV―测试舱体积,m3;ke―总衰减常数,/min;kn―自然衰减常数,/min净化效率(Y)的计算:Y=CADR/Q:Y―净化效率,ADR―洁净空气量,m3/min;Q―空气净化器额定风量,m3/min表1空气净化器对试验室中甲醛、TVOC的净化效果(mg/m3)时间甲醛自然衰减总衰减自然衰减总衰减初始表2衰减常数、洁净空气量、相关系数、净化效率计算结果项目甲醛自然衰减总衰减自然衰减总衰减2.3空气净化器对现场空气中醛、TVOC的净化效果(表3)2.4现场20180min时醛和TVOC去除率计算结果去除率的计算:Y=(Ct―C)(:Ct―在时间t时浓度,mg/m3;Q)―在t=0时的初始浓度,mg/m3.现场20,180min时甲醛去除率为16.7,43.8TVOC为39 3讨论纳米光催化技术是近几年发展起来的一项空气净化技末具有反应条件温和、能耗低、二次污染少、可以在常温常压下氧化分解结构稳定的有机物等优点〔4.其显现出的强氧化性和良好的综合性能,使得纳米光催化净化技术在众多类型空气净化技术中脱颖而出,成为空气净化的研究发展方向。

  表3空气净化器对现场空气中甲醛、TVOC的净化效果(mg/m3)时间总衰减甲醛初始结果表明,该空气净化器对空气实验室和现场空气中甲7)和TVOC(468,392)都有一定的净化作用。现场实验由于室内家具、涂料等逐步缓慢释放污染物,其挥发模式相当复杂〔5,污染物浓度下降的自然对数与时间之间无显著相关性,故无法计算洁净空气量,只能简单计算其净化效率,但更为符合实际。该纳米光催化空气净化器3h在两种环境中对甲醛和TVOC的去除率分别达到54 5(扣除自然衰减影响)和43.8,720.从结果可以发现,该空气净化器对TVOC的净化率远高于甲醛,通过对已有的查询,发现其他类型的空气净化器对甲醛的净化效果明显低于其他污染物〔6,一般为5~30.这可能与TVOC―般为大分子环状有机物,相对低分子量的甲醛分子更易被氧化有关。空气实验室检测结果的净化效率高于现场,这与室内家具、涂料等还在逐步缓慢释放污染物有关。

  当然,从目前的纳米光催化材料空气净化器对污染物的洁净空气量和净化率来看仍然在短时间内达不到标准的要求,从原理来看纳米光催化空气净化器的净化效率与光催化剂的选择、反应器的设计和紫外灯波长有关。今后需要研究更高效率的纳米光催化材料和反应器结构。

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