利用空气净化器去除甲醛的研究进展

陈欢

珠海格力电器股份有限公司 广东省珠海市 519000

摘要：城市的建设发展，使得建筑工程数量逐渐增多，建筑施工过程中以及建筑竣工后期的装饰装修环节，各种建筑材料以及装饰材料的使用，会增加建筑室内的甲醛含量，长时间待在甲醛含量超标的室内，会对民众的生命安全造成不良影响，空气净化器的研发与应用，有助于室内甲醛的去除。为此，此次论文主要是对空气净化器去除甲醛的研究。

关键词：空气净化器；甲醛；甲醛清除；空气质量；去除方法

城市化建设以及工业的发展，使得空气中的甲醛含量明显增多，大气环境遭到严重污染，民众的生存环境质量降低，使得民众逐渐开始关注环境以及空气质量的改善问题。建筑工程中，甲醛是最为常见的污染气体之一，对民众的生命健康具有负面影响。空气净化器的主要功能是过滤空气中的尘埃，减少或清除有害气体，具有改善空气质量的作用，比较适合应用于室内甲醛有害气体的清楚，有助于室内空气的净化。

1. 空气净化器概述

空气净化器具有净化空气的作用，主要是由通风机、高压电路、空气过滤器以及负离子发生器等构成，不同型号的净化器，其净化原理略有不同，具体的甲醛去除过程，包含诸多不同的净化技术与介质。空气净化器的净化技术有多种，如吸附技术、等离子技术、催化技术等，市场上销售量较高且应用较为广泛的净化材料主要包括光触媒、活性炭以及HEAP高效材料等，不同净化技术与净化材料的选用，对甲醛的去除效果存在差异。

图1 空气净化器

2. 空气净化器去除甲醛的技术发展

1. 催化技术

催化技术主要应用的净化材料是光触媒，具体的净化原理是在特定的载体上放置纳米级催化剂，设计组成过滤网，在通风机通风以及紫外线的照射下，催化剂会与有害气体发生氧化反应，从而实现净化空气的目的。该技术的应用具有以下特点：（1）空气中的氧气为氧化剂，氧化反应可将甲醛分解，致使甲醛氧化成水与二氧化碳。（2）二氧化钛的化学性质较为稳定，是良好的催化剂，不仅使用成本较低，氧化反应过程中不会出现吸附饱问题，有助于提升氧化反应的还原性。该技术不适合应用于甲醛浓度较低环境，影响技术净化作用的发挥。

图2 催化技术图

2. 吸附技术

吸附技术主要使用的净化材料是活性炭，吸附过程中，气流的增大需要活性炭填充量的增大，此时吸附剂与气流的接触面积会增加，甲醛会被吸附至活性炭内部，以此达到净化空气的效果。与此同时，如若活性炭的粒度出现缩小现象，则可能会造成净化网的基孔数量增加，使得净化网所承受的压力增大，最终容易对净化网产生破坏。因此，吸附技术的应用需要技术人员优先对活性炭材料的选择进行思考，在对活性炭材料填充量以及粒度大小进行充分考虑的前提下，合理选择活性炭材料，有助于提升吸收技术空气净化质量及水平。

3. 等离子技术

等离子技术在空气净化方面的研究与应用历史悠久，其净化原理是借助电晕放电产生的等离子实现甲醛的去除，空气净化的具体原理可分为两种，一种是电离子与甲醛分子的直接反应，反应过后会产生诸多的活性基因，另一种是电离子与甲醛分子发生氧化反应。在等离子技术去除甲醛的过程中，电压增加，甲醛净化率提升，空气中的气体流速会变慢，该技术比较适用于甲醛浓度较低的环境。低温常压的环境下，该技术的净化效果较为明显，具有对象处理种类丰富、处理途径众多等优势，针对于甲醛浓度较高的环境，可将等离子技术与催化技术结合使用。

4. 负离子技术

负离子技术的应用，不仅能够有效去除空气中的甲醛，还具有提升空气质量的作用，有助于为人类的生活创造健康环境。该技术空气净化效果明显，应用该技术2小时之后，建筑室内的甲醛含量会明显降低，室内空气质量有所改善。该技术净化效果的好坏，与其负离子的大小有关，而负离子的大小容易受负离子迁移的影响，粒径越小的负离子，其活性越高，能够迁移的距离越长，其去除甲醛的功效越发突出。新型的空气净化器，其负离子粒径较小，加之通风机的设置，其甲醛去除效率显著提升，有助于负离子技术甲醛去除作用的发挥。

3. 空气净化器去除甲醛的实验研究

1. 实验仪器与装置

此次实验研究的空气净化器是山东鲁南生产的SP-8600A气相色谱仪，该仪器配置了氢火焰离子化检测器，简称FID，该仪器的采集范围是0.1～1.0 L· min^-1,其内部的皂膜装置具有校对流量的功能，通常情况下，会将流量的采集误差控制在5%以内^[1]。除此之外，实验涉及的装置包括多功能环境试验舱，该装置具体分为机电箱与环境复合腔，装置的密封性能较高，具有一定的保温功能，可将内部空气与外部环境进行隔离，其中的环境复合腔容积为3.5m³左右。实验过程中，需要借助信息系统，如采样系统、空气交换系统以及温度、湿度控制系统等，有助于装置内外环境参数的调节。下表格1是几款空气净化器的工作原理：

表格1 空气净化器工作原理

	空气净化器
原则	1	2	3	4
高效空气微粒过滤	√	√	√	√
负离子	√	√
紫外线辐射	√
活性炭吸附	√	√	√	√
光触媒	√	√

（二）结果分析与评价

按照我国建筑室内的空气质量标准，空气净化器甲醛的净化评估指标有多种，如净化效率、洁净空气量以及去除率等，依据下表格2中所列出的计算结果，能够充分证明空气净化器去甲醛仅使用有一种吸附技术，其去除效果明显差于多种技术结合下空气净化器甲醛去除效果，针对于不同生产厂家以及净化器型号，其净化效果明显不同^[2]。例如3号和4号净化器的净化效果良好，50min内，可将甲醛去除干净，如若在90min后仍有甲醛存在，说明此类净化器去甲醛效果不佳，属于不合格产品。

表格2 不同型号空气净化器去甲醛参数计算结果

空气净化器	洁净空气量（m2·min-1）	净化效率（%）	总衰减常数（min-1）	一级动力学拟合参数（min-1）
1	4.52	86.10	1.21554	0.0482
2	4.31	81.32	1.15552	0.0400
3	2.86	57.37	0.74124	0.0186
4	2.65	53.18	0.68125	0.0157

结束语：

空气净化器的安装与使用，对甲醛的去除效果明显。目前，市场上空气净化器的生产厂家数量之多，其型号种类丰富，净化器的净化效果有高有低，符合国家质检标准，具有国家认证标识的空气净化器其净化率能超过90%，能够有效清除甲醛。日常生活以及生产过程中，常用的空气净化器去甲醛技术主要包括催化技术、吸附技术、等离子技术以及负离子技术等，针对于空气净化器的去甲醛原理还待专业人士的进一步研究。

参考文献：

[1] 张铁光, 赵军. 利用空气净化器去除甲醛的研究进展[J]. 广东化工, 2015, 42(11):2.

[2] 周卓为, 马向东, 叶智坚,等. 空气净化器去除甲醛测试方法探究[J]. 绿色科技, 2018, 000(016):63-65,67.