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科学网室内空气污染治理刻不容缓

作者: 发布时间:2019-04-15 08:52

空气污染,又称为大气污染,按照国际标准化组织(ISO)的定义,通常是指人类活动或自然过程引起某些物质进入大气中,呈现出足够的浓度,达到足够的时间,并因此危害了人类的舒适、健康或环境的现象。


国际上对空气污染的定义还有另一种说法:空气污染即空气中含有一种或多种污染物,其存在量、性质及时间会伤害人类、植物及动物等生物,损害财物或干扰舒适的生活环境,如臭味的存在。换言之,只要是某种物质存在的量、性质及时间足够对人类或其他生物、财物产生影响,就可以称为空气污染物;而其存在造成的现象,就是空气污染。

 

空气污染物分为悬浮颗粒物和气态污染两种。


悬浮颗粒物有微生物和粉尘等。


气态污染物有酸性气体,如二氧化硫、氮氧化物等;碱性气体,如氨气;挥发性有机气体,如甲醛、挥发性有机化合物(volatile organic compounds,VOCs)(苯系物、酮类、醇类、醛类、酸类、醚类等)、对流层臭氧和氡气。


空气净化常见凯发k8com材料


空气净化材料按照净化原理和净化对象可分为过滤材料、抗菌材料、吸附材料、催化材料以及吸收材料五大类。


01.过滤材料

  

过滤材料通常是以植物纤维、合成纤维、无机纤维等为原料,添加适量的化学品,使用造纸设备和造纸工艺抄造而成的、具有良好过滤性能、疏松多孔的过滤介质。大多数过滤材料需要用树脂补强,各种纤维组成有深度的网状结构,不同树脂具有不同的补强效果。

 

过滤材料使用的纤维,主要有天然纤维、人造纤维、合成纤维、无机纤维、特殊纤维、纳米纤维等。其中无机纤维中玻璃纤维以其具有耐腐蚀、耐湿、耐热等众多优点而广泛应用于防毒面具、高效空气过滤器及亚高效空气过滤器。

 

过滤材料要既有效地拦截尘埃粒子,又不对气流形成过大阻力。无规则排列的纤维材料符合这些要求。杂乱交织的纤维对粉尘形成无数道屏障,纤维间宽阔的空间允许气流顺利通过。图1为纤维空气过滤材料拦截尘埃粒子的微观图。从图中可以看出,尘埃等在纤维材料中聚结在一起。随着对高效空气过滤器功能的要求越来越高,过滤材料的功能也要求越来越多。例如,抗菌性的过滤材料,就不能简单依靠拦截,而必须将细菌杀死,否则细菌在过滤材料中滋生繁衍会带来更多的问题。许多金属离子有杀菌效果,其中最常见的是银离子。理论上来讲,材料中的银离子缓慢迁移至材料表面,微生物的蛋白质因与银离子接触而凝固,导致微生物死亡。实际上将此理论付诸实践也正是目前的最新研究热点。


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图1 纤维空气过滤材料拦截尘埃粒子微观图


02.抗菌材料


一些特殊环境,如无菌病房、无菌实验室对空气的洁净度有很高的要求,必须采用抗菌材料对空气中飘浮的微小颗粒、病菌加以去除。

 

抗菌材料是一类具有杀菌、抑菌性能的新型功能材料,其核心成分是抗菌剂,将极少量的抗菌剂添加至普通材料中制成抗菌材料,用它们制成的制品也就具有卫生自洁功能。


抗菌剂分为无机抗菌剂和有机抗菌剂两类。其中无机抗菌剂包括金属离子(Ag+、Cu2+、Zn2+等)型(如银-沸石、银-活性炭、银-硅胶、银-磷酸盐等)和氧化物光催化型(如TiO2、ZnO、MgO等),将其制成纳米级后,由于比表面积增大,可以更好地吸附微生物,因此有更好的抗菌效果。有机抗菌剂分为天然、低分子和高分子有机抗菌材料。天然抗菌材料来自天然提取物(如壳聚糖、甲壳质等),还包括桧柏、艾蒿、芦荟等的提炼产物,其耐热性差,应用范围窄;低分子有机抗菌材料主要有季铵类、吡啶、胍类、卤代胺等,往往因受热或溶出而丧失抗菌性能,毒性大、对环境污染大、不易加工且使用寿命较短;研究者将这些有机抗菌材料抗菌活性基团的单体直接聚合或通过无机金属离子、有机抗菌基团改性或无机/有机抗菌基团共同修饰得到高分子有机抗菌材料,其抗菌活性更高,而且性能稳定、易加工、抗菌长效。


03.吸附材料

 

吸附利用多孔性固体吸附材料来处理气体混合物,使其中所含的一种或数种组分吸附于吸附材料表面,从而达到分离的目的。


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