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室內甲醛污染治理技術的研究進展

時間:2019-08-01 作者:環檢檢測

  甲醛是一種來源廣泛的空氣污染物,是捏空氣中甲醛主要來源于建筑材料、家具、各種粘合劑、涂料、合成織品等,這些可釋放甲醛的材料。據調查,在新裝修的室內,空氣污染中,甲醛的含量常常要超出國家允許排標準(0.08mg/m3)幾十倍或幾百倍,而且釋放周期長,一般為3——15年。

  室內空氣甲醛不僅來源廣泛,而且對人類身體健康有嚴重的危害,長期接觸低濃度的甲醛會引起慢性呼吸道疾病、女性月經紊亂、妊娠綜合征、染色體異常等,高濃度甲醛,則對神經系統、免疫系統、肝臟等都有毒害。甲醛已于2004年被國際癌癥研究組織(IARC)列為一類致癌物質。甲醛的危害大,并且隨著生活水平的提高、是捏裝修的復雜化,甲醛污染日益嚴重,因此采用各種技術治理室內甲醛污染、為人類創造“綠色家居環境”已成為目前生態環境材料研究的熱點之一。

  目前治理甲醛有多種技術,本文將概述集中不同技術的優缺點,在眾多的治理技術中,控制污染源頭法、臭氧凈化法、和低溫等離子體凈化法由于自身缺點的限制,難以普遍使用,研究較少,因此本文將詳細分析物理吸附法、光催化氧化法、化學治理法的反應原理、研究現狀、及其優缺點,并提出將吸附法、化學治理法和光催化氧化法結合治理甲醛污染,以期為今后室內甲醛治理技術的發展提供一種新思路。

  物理吸附法

  物理吸附法主要是利用各種多孔性物質通過物理吸附而除去甲醛。常用的吸附劑有:顆?;钚蕴?、活性炭纖維、分子篩、活性氧化鋁、多孔黏土礦石、黏土、硅膠、沸石等。物理吸附法簡便易行,但受環境(溫度、甲醛濃度等)影響較大,且存在吸附飽和問題。其用于室內甲醛治理的性能還遠遠不夠,有待進一步改進。

  化學治理法

  化學治理法是利用甲醛的化學活性,運用氧化反應、加成反應、絡合反應等來破壞、分解甲醛,生成水、二氧化碳等無毒的反應產物,達到消除室內甲醛污染的目的,這種在一定條件下能與甲醛發生化學反應的化學藥品成為消醛劑。目前常用的消醛劑基本可分為以下3類,無機銨鹽和亞硫酸鹽,氨的衍生物,其他消醛劑,其中無機銨鹽和亞硫酸鹽即使濃度很低,也能很好地與甲醛反應,從而達到去除的的目的,而且該消醛劑消除甲醛迅速,且消除率在90%左右,但是,應用銨鹽和亞硫酸鹽也有其缺點,比如銨鹽溶液在使用過程中易釋放出氨氣i,而亞硫酸鹽與甲醛反應是可逆的,其溶液的pH值和環境溫度改變時會釋放出其吸收的的甲醛,氨的衍生物能與甲醛發生化學反應,生成無污染、性能穩定的化合物,從而達到去除甲醛污染的目的,氨的衍生物與甲醛反應就是衍生物的氨基與甲醛的親核加成反應,氨的衍生物是最常用、也是研究較多的消醛劑,主要有脲及其衍生物,氨基衍生型甲醛清除劑具有消醛率高、使用量少、無毒等優點,是應用前景最好的一類消醛劑。

  光催化氧化法

  光催化氧化法是近年來快速發展的治污技術,利用半導體光催化能產生光生載流子,而光生載流子與吸附在催化劑表面的有機物發生氧化還原反應,達到去除污染的目的,常用的光催化有:金屬氧化物(如TiO2、ZnO、WO2、Fe2O3等),金屬硫化物(如CdS、ZnS)等,但這些光催化劑大多帶隙較寬,只能在紫外區顯示光化學活性。在太陽光譜中,紫外光(400nm以下)所占比例不到5%,而波長為400~750的可見光占到43%,因此為能更有效的利用太陽光,人們用各種方法對傳統光催化技術進行改進,研制了在可見光下具有高效光催化火星的的催化劑。TiO2自身具備的優良特性使其成為首選的光催化劑,為更有效的利用太陽光,寬化可利用光的范圍是未來TiO2光催化劑的研究重點,目前使TiO2可見光化主要有以下幾種方法,貴金屬沉積、離子摻雜、半導體復合、染料光敏化、離子注入、及表面超強酸化。

  光催化技術是解決環境與能源問題的一個重要手段,因此針對現有光催化劑性能不足和矛盾以及其改進方法的不成熟等問題,開發廉價、清潔、高效的可見光響應光催化劑將是今后光催化劑領域研究的主要方向。

室內環境

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