室内环境净化治理材料

室内环境净化治理材料 室内空气净化材料是近年来适应室内环境污染市场需要发展起来的。日本的一些专家 和企业从 1997 年开始进行研制,起步比我们早。2000 年 8 月中国轻工信息率先报道了 日本研制出吸收甲醛的地板蜡的消息：“新装修的屋子里常常弥漫着一股刺鼻辣眼的气味， 其成分之一来自胶合板和贴墙纸用粘合剂中的甲醛。这种化合物比重比空气大，常常积聚 在地板表面上。日本 Pinrei 蜡公司推出了一种新的地板蜡，它可吸收甲醛并改变其化学结 构。该公司于 1997 年开始研究吸收甲醛的产品，最终发明了一种称为 AHP 的丙烯酸树脂， 原考虑用于空气清新剂中，但最后发现把它与地板蜡混合效果更佳。 “用一块海绵把这种称为地板蜡涂在地板表面，以后无需擦去。其功效可维持 6 个月之 久。 ”同时，日本专家还研制出了一些消除室内环境中甲醛的其他产品。2000 年后室内环 境净化材料发展速度却很快，日本的一些产品陆续进入我国市场，国内的一些专家、企业、 检测单位也纷纷开展研制工作。在短短的几年里，开发出了空气清新剂、异味清除剂、甲 醛捕捉剂、苯清除剂等多种产品。目前，各种新型的光触媒、冷触媒材料成为新产品开发 的热点，不断有新产品投入市场，成为我国目前室内环境污染治理的主要产品。 一、 室内环境净化材料的类别 目前我国市场上的室内空气净化材料名目繁多，按照净化材料的净化原理和所用材料 来区分，基本上可以分为物理类净化材料、化学类净化材料和生物类净化材料三大类。物 理类净化材料包括采用活性炭、硅胶和分子筛进行过滤、吸附的净化材料；化学类净化材 料主要指采用氧化、还原、中和、离子交换、光催化等技术生产的净化材料；生物类净化 材料包括用微生物、酶进行生物氧化、分解的净化材料。 各类净化材料的作用和特点 净化材料类 型 作用 特点 代表产品 物理类 过滤、吸附 使用安全、简便，但效果 较慢 吸附宝、 化学类 络合、氧化 分解 见效快，但使用时应注意 安全 甲醛消除剂、 光触媒 生物类 生物氧化、 分解 安全，不会造成二次污染， 使用有条件 酶可邦、 在净化材料的物理类中的活性炭、化学类中的光触媒、生物类中的生物酶，使用最为 普遍，也最具代表性，下面我们分别进行介绍。 按照净化材料的使用方法来区分，我们可以把目前我国市场上的室内环境净化材料大 致分为以下六种形式： 1、封闭型材料 要求产品具有超强的渗透能力和封闭能力，一方面渗透到板材中聚合醛类物质；一方 面在任何材料表面形成一层具有一定硬度和耐候性的膜，具有刷剂不能渗透到或无法治理 的部分起到强大的封闭作用。其耐候性强是其一大特点，采用天然材料聚合，无毒、无污 染。可在板材表面形成一层坚固的薄膜，原液渗透进去中和甲醛，阻挡板材中剩余的游离 甲醛向空气中释放。 2、熏蒸型材料 产品是由承载液、反应液和激发剂组成的。激发剂激发承载液的挥发，载着反应液渗 透到室内的每一个角落。几乎能和所有的有机挥发物等各类有害气体反应。使用时将该除 味剂稀释后分装在容器内，置于封闭的空间里使用，24 天后再通风，即可消除各种异味， 包括氨，苯，甲醛等有机挥发物。其渗透力相当强，可直达其他产品不易治理的地方，直 接消除污染源和挥发在空气中的各种有机挥发物，达到全面的标本兼治效果。本产品在使 用时会产生刺激性气味，谨请在该封闭空间内不要久驻。另外该产品最好在入住前使用， 入住后主要在家具内使用，使用时要关闭柜门和抽屉，而房间门和窗户要打开。 3、雾态喷剂型材料 这类产品是配合高效无毒的天然试剂直接分解空气中的各类有害气体和异味，生成无 毒无害的物质。在室内空间使用此类产品后，可有针对性的祛除装修后装修材料及建筑本 身所产生的甲醛、苯、氨气等有毒气体，并对居家产生的异味，如烟酒味、霉味、臭味等 刺激性气味有全面消除作用。该喷剂使用方便一喷即可，特别适用于通风差的场所（酒吧、 歌舞厅、咖啡厅、饭店等）的日常净化处理 。 4、薰香型材料 该产品是采用纯天然精油配合温和的燃烧剂和负氧剂，配合特制的燃烧器皿。特定设 备和天然萃取原料，通过 500 度高温产生含负离子的芳香气体，以消除空气中的各种有机 挥发物、细菌、螨虫、二手烟等对人体的危害，达到净化空气,美化环境的目的。使人心情 愉快,提神醒脑,强健心智。 5、液态刷剂喷剂型材料 这类产品利用具有较强渗透能力的物质作为承载体，将能够使甲醛稳定的有机物 输送至板材中。使不稳定的醛类聚合物稳定下来以达到中和的目的。使用时将中和型喷刷 剂直接喷刷在家具中裸露的板材表面，直接渗透进入板材内部，主动捕捉中和板材中的游 离甲醛，具有强大的消除甲醛能力。 6、固体吸附型材料 以活性炭和分子筛为主要材料，此类产品具有无毒、无味、无腐蚀、无公害的特点。 由于所用材料的孔经与空气中异味有极强的亲和力，纯物理吸附，无化学反应 。放入需要 净化的房间、家具橱柜中或者冰箱内，能驱除家庭、办公室、新购置家具带来的有害气体 和异味 。 7、涂料添加型材料 目前一些专家和企业研制开发了一种具有净化功能的涂料添加剂，市场上销售的各种 涂料伴侣、离子宝等等。这类添加剂适用于水性涂料和内墙乳胶漆 ，可用于家庭、宾馆、 学校、会议室、医院以及娱乐场所等地的内墙，将其添加在内墙乳胶漆中涂刷， 即能有效 祛除家庭装饰材料、家具中释放的甲醛、苯类、氨等有毒有害气体 。以治理由于装饰装修 而造成室内空气污染的问题，据介绍，它不仅可有效地祛除室内空气中最为有害的苯、甲 醛、氨等毒性气体，而且还可祛除由于吸烟、烹调、空调环境等造成的各种异味。 此类产 品具有使用方便的特点， 可以在涂料的生产过程中添加，也可以直接添加到市场上出售的 成品涂料中，只需搅拌均匀即可。选择此类产品要注意选择对涂料本身的物理和化学性能 不应有任何影响。 二、活性炭 1. 活性炭的吸附原理 在其颗粒表面形成一层平衡的表面浓度，再把有机物质杂质吸附到活性炭颗粒内，使 用初期的吸附效果很高。但时间一长，活性炭的吸附能力会不同程度地减弱，吸附效果也 随之下降。 活性炭是具有发达孔隙结构、比表面积大和吸附能力的炭。每克活性炭的总表面积可 达 1500以上。但活性炭颗粒的大小对吸附能力也有影响，一般来说，活性炭颗粒越小， 过滤面积就越大。所以，粉末状的活性炭总面积最大，吸附效果最佳，但粉末状的活性炭 应用范围较窄。颗粒状的活性炭的吸附能力强，因颗粒不易流动、更换方便，因此使用范 围更广。 活性炭的种类很多，按原料不同可分为植物原料炭、煤质炭、石油质炭、骨炭、血炭 等等；按制造方法可分为气体活化法炭，即物理活化法炭；化学活化法炭，即化学药品活 化法炭；化学物理法活性炭；按外观形状可分为粉状活性炭、不定型颗粒活性炭、定型 颗粒活性炭、球形炭、纤维状炭、织物状炭等；按用途可分为气相吸附炭、液相吸附炭等。 活性炭具有吸附性能、催化性能，它不溶于水和其他溶剂，具有物理和化学上的稳定 性。除了高温下同臭氧、氯、重铬酸盐等强氧化剂反应外，在实际使用条件下都极为稳定。 由于活性炭作为吸附剂的优异特性，所以活性炭的用途非常广泛。 2. 活性炭的特点 活性炭与其他吸附剂如硅胶、沸石、活性白土等相比较，具有许多特点： （1）有较发达的孔隙结构，比表面积大 （2）活性炭具有的表面化学性质、孔径分布和孔隙形状不同，是活性炭具有选择性吸 附的主要原因。 （3）催化性质 活性炭作为接触催化剂用于各种异构化、聚合、氧化和卤化反应中。 它的催化活性是由于炭的表面和表面化合物以及灰分等的作用。 （4）化学性质稳定、容易再生 三、光触媒 1.光触媒的特点 （1）杀菌、防霉的特点。 光触媒表面的氢氧自由基能破坏细胞膜使细胞质流失，从 而造成细菌死亡和抑制病毒的活性，故能杀灭各种细菌、病毒，有效分解霉菌。 （2）除臭的特点。 通过氢氧自由基分解空气中的有机物气体，可除去空气中的臭味。 （3）净化空气的特点。对空气中的甲醛、苯、氨及其他挥发性有机化合物有强大的氧 化分解作用，使之变为二氧化碳和水，从而达到净化空气的效果。另外，光触媒还能释放 负氧离子，还人们一个真正绿色的生存环境。 （4）亲水防污的特点。由于光触媒涂层的高亲水性，可形成防雾涂层，同时由于其强 大的氧化作用，可氧化掉表面的油污，保持自身清洁。 （5）防紫外线的特点。二氧化钛光触媒具有吸收紫外线的特性，可使被涂面免遭紫外 线的老化作用，大大延长被涂面的使用寿命。 2.光触媒的优点 （1）安全。常温条件下就可反应，能耗小，不易着火。最终产物是二氧化碳和水等无 机无害小分子，对人体无害。但张敬畅教授告诉我们，由于二氧化钛的强氧化性，可能会 对针织饰物、油漆家具表面产生一些破坏。消费者在使用光触媒时，应该多了解这方面的 知识。 （2）彻底。光触媒分解空气中各种有害有机物，解决了传统空气净化方法存在的二次 污染问题。 （3）高效。光触媒虽然在分解空气中的各种有害物质的速度上不尽相同，但可最终将 其全部消灭。 （4)持久。因为二氧化钛很稳定，只起催化作用，本身不损失，所以从理论上来讲光 触媒可以永远发挥作用。但专家强调在现实应用上还存在条件问题，寿命长短跟两个因素 直接相关：一是灰尘，我们可以通过定期清洗、风吹的办法来处理；二是空气中的某些气 体如 SO2 可能被氧化成硫酸根离子，从而影响光触媒的使用寿命和效果。 3.光触媒的缺点 光照条件的限制；反应速度相对较慢；生产成本高，市场价格比较昂贵；产品加工工 艺还不算成熟。另外，近年来，一些专家对光触媒的安全性提出疑问，有待于进行深入的 研究。 4.目前光触媒产品的种类 目前光触媒产品的种类可大致分为两类： （1）主动净化产品 光触媒空气净化机（家用、商用） 、汽车专用空气净化器等。 （2）被动净化产品 各种品牌的光触媒喷剂、光触媒饰物、自洁净玻璃、光触媒陶瓷、 光触媒地砖等。 光触媒被动净化产品的净化效果并不十分理想。因为光触媒的催化作用发挥得如何跟 风速有很大的关系。二氧化钛涂层只能分解与其表面接触的有机物，若气体流动过快，接 触时间过短，产生效果甚微；但若气体流动过慢，还不如利用经常的通风换气改善室内空 气质量来得快。而主动净化产品可以通过人为地控制风速来调整光触媒的净化效果。 目前市场上利用光触媒喷涂剂治理室内空气污染主要有几种途径，包括室内各个角落 的光触媒处理；室内墙壁光触媒涂层；房间玻璃上的光触媒涂层等。但无论经过了怎样的 光触媒处理，都必须在紫外光的照射下才能够达到净化空气的目的。 居室中的光照量直接决定了其是否适合，以及适合哪种光触媒空气净化方案。诸如房 间中的窗户很小，而且是里外双层，玻璃是防紫外线的，房间背阴，或者有密封阳台阻隔 室内采光等问题的，都不适合作光触媒处理。只有室内采光时间长，而且光照强度相对较 大的长期密闭房间才比较适合。所以我们首先要对自己的住所有个明确的了解。 两种房间不适合做光触媒处理。一种是在采光方面不符合要求的，一种是经常开窗通 风的房间也没有必要。 不需要将房间中所有物品的表面都做光触媒处理。一方面家里的不同物品由于其特定 的摆放位置决定了在接受光照时的不同待遇，有些做了处理不但没什么效果，而且还浪费 了大量金钱；另一方面由于二氧化钛的强氧化性可能损坏针织品、家具，所以喷涂在玻璃、 陶瓷、石灰墙表面没有问题，但若喷涂在壁纸等物品上就应该小心些。 光触媒喷涂在玻璃上的效果相对好些，因为它得到的光照最多。室内的空气是流动的， 空气慢慢接触二氧化钛的表面而逐渐被净化，最终完成净化空气的任务。 四、生物酶 迄今为止已知的环境污染物达十万之多，其中大量的是有机物。所有的有机污染物， 可根据微生物对它们的降解性，分成可生物降解，难生物降解和不可生物降解三大类。 作为一个整体，微生物分解有机物的能力是惊人的。可以说，凡自然界存在的有机物， 几乎都能被微生物所分解。半个世纪以来，人工合成的有机物大量问世，有些具有很好的 化学稳定性。因此，微生物一接触这些陌生的物质，开始时难以降解也是不足为怪的。但 由于微生物具有极多样的代谢型和很强的变异性。变异后的微生物一部分消亡，一部分将 适应新的环境，使那些难降解的有机物得到降解。因此通过驯化和特选，可以找到能降解 这些人工合成有机物的微生物，利用它们来净化我们的环境。 1.微生物处理污染具有以下几个主要特性： （1）具有很强的吸附能力。微生物进入被污染的环境后，由于微生物形体微小，表面 积大，从而可以大量吸附有机物。 （2）具有很强的分解、氧化有机物的能力。 （3）适用范围广，由于微生物具有代谢类型多样和生长繁殖快、易变异等特性，使许 多种被污染的环境能用生物方法来净化，并且进一步开发利用的潜力还相当大。 2. 酶的特点 酶是活细胞产生的具催化能力的一类特殊蛋白质。酶的来源是活细胞产生的，它的化 学本质是一种特殊蛋白质。最主要的是酶具有催化作用的功能，但这一功能需要适宜的温 度才能很好地发挥。酶的催化活性除了受温度的影响外，还受到酸碱度等条件的影响。酶 作为生物催化剂，除了具有上述一般催化剂的性质外，还具有以下重要特性： （1）具有高效性 催化反应的速度比一般的无机催化剂高 107 倍左右，有的酶催 化反应速度极快，如碳酸酐酶催化二氧化碳与水合成碳酸的反应是已知最快的酶催化反应 之一。每一个酶分子在 1 秒钟内可以使 105 个二氧化碳分子发生水合反应。 （2）具有专一性 一种酶只能作用于某一类或某一种特定的物质使其发生反应。 如麦芽糖酶只能催化麦芽糖分解成葡萄糖，胃蛋白酶只能催化食物中蛋白质的分解。 （3）酶的种类具有多样性 酶的种类繁多，目前已知的约有 2 千多种。正是由于 酶对反应的专一性，成千上万的化学反应就需要许多的酶分别在各自代谢途径的特定位置 上发挥作用，保证新陈代谢有条不紊地进行。 每一种酶都具有高效性和专一性，从酶的家族整体上看呈现出多样性。但酶都是在活 细胞的核糖体上合成的，并且酶的基本组成单位都是氨基酸。 3. 生物酶是微生物和酶的有机结合 生物酶就是将微生物，针对不同的用途，经过优选、驯化并进行提取，并有针对性地 添加了酶制剂以及营养物质和矿物质的一种生物工程复合产品。由于酶的加入，极大地提 高了产品的性能。酶所起的两个关键作用就是：酶本身对有机物就有极大的降解能力；酶 还是一种能力巨大的生物化学催化剂。 生物酶产品有许多是制剂，当按一定比例遇水稀释后，生物活性被激活。产品经喷雾 器喷洒成的雾状液滴，均匀地分布在污染物的表面，一方面由于特选生物菌和酶的结合， 有益菌群数量呈指数级增长，庞大的微生物菌及酶会极快的降解和分解掉有机物。另一方 面，还可加入营养物质和矿物盐，这样就能够帮助和维持微生物的营养平衡，使微生物一 进入治理系统，就能有一个良好的生存环境，使其在治理系统中始终保持旺盛的活力。 生物酶用于室内环境污染的净化治理，具有以下的特点： （1）无二次污染 生物酶产品所含特选微生物以污染物中的有机营养物质为食物，当 污染物得到净化后，这些微生物会随着污染物的降低而逐渐减少，直至消亡，转化成为无 害的二氧化碳、水等简单化合物，不会造成任何二次污染。使用生物酶产品，可以较迅速 的去除臭味，降解有机物。 （2）适应范围广泛 生物酶通过微生物和酶的结合，增加了微生物对环境的适应性， 使其适应温度和 pH 值的范围较原来有所扩大。同时，在低氧的环境中也能较好的发挥作 用。 （3）使用简便 生物酶产品一般情况下可用稀释剂稀释后便可以直接喷洒，操作使用 简便。 （4）治理成本低 生物酶产品一般不用额外购买庞大设备，综合治理成本和动态投资 成本较低，而治理效果较显著，具有标本兼治的特点。 （5）纯绿色环保产品 生物酶产品采用天然菌种和酶复合而成，不含任何化学药品或 转基因产品成分，无毒、无腐蚀性，更无污染性，代表着生物环保产业发展的未来方向。 使用生物酶进行室内环境的净化治理，既可以有效降解对人体有害的有机物（甲醛、 苯等） ，又可以起到抑菌的作用，一般也不会造成二次污染。所以生物酶不仅可以用于居民 家里，还可用于医院、宾馆、饭店、学校等公共场所。 五、甲醛消除剂 1.甲醛消除剂的分类 近两年来，由于甲醛对人体的危害日渐被消费者关注和重视，于是甲醛消除剂便应运 而生。 目前市面上的甲醛消除剂消除室内环境和人造板中的甲醛原理有三类： 一是采用化学物质和甲醛进行化学反应，达到消除甲醛的目的，但质量低劣的产品有 可能在使用以后生成新的有毒物质，形成二次污染； 二是在不改变化学成分的基础上吸收甲醛，降低空气中的甲醛含量，但这样的方式治 标不治本，甲醛容易再一次释放出来； 三是采用溶剂物质喷涂到装饰材料上形成致密保护膜以后，使甲醛、苯类等有害物质 不能挥发出来，尽管这种方式不能消灭甲醛，但它却是最有效的方法。因此，消费者在选 购时一定要认真阅读产品说明书。 2.甲醛消除剂的主要用途： （1）用于消除胶合板、中密度板、大芯板、刨花板等人造板材中的游离甲醛。 （2）消除装修后家具、衣柜、复合地板、汽车衬垫、地毯等中的游离甲醛。 （3）对已装修装饰的居室，喷雾在空气中，消除室内空气中的游离甲醛，净化装修后 的室内空气。 3.甲醛消