（环境工程专业论文）被动式室内空气净化产品的测试方法研究.pdf

被动式室内空气净化产品测试方法研究 被动式室内空气；争化产品的测试方法研究 摘要 随着室内装修材料的大量应用，室内空气污染现象越来越普遍。 使用被动式室内空气净化产品是改善室内空气质量的主要途径之一， 而被动式室内空气净化产品品种繁乱，缺乏客观全面的测试和评价方 法。为了能够较全面客观的测试和评价被动式室内空气净化产品的净 化性能，本研究选取4 种市售甲醛清除剂作为研究对象，根据其净化 原理，针对甲醛清除剂净化性能的测试提出了三项测试指标：将甲醛 净化至浓度限值以下所用时间t 、总净化量m 以及对板材中游离甲 醛削减量m d 。本研究针对这三个指标对4 种甲醛清除剂进行实验室 测试舱测试，由此综合评价清除剂的净化性能，同时对不同实验参数 对该三个指标值的影响情况进行了测试分析。 对4 种甲醛清除剂按照室内空气净化功能涂覆材料净化性能 ( j c t1 0 7 4 2 0 0 8 ) 进行常规测试，结果表明：4 种甲醛清除剂对密封 舱内的甲醛净化效率均达到8 0 以上，符合j c t1 0 7 4 要求，然而部 分样品测试结束时并没有将甲醛浓度降解至标准浓度限值( o 1 m m 3 ) 以下，无法满足人们对空气质量的要求。且分别采用指标r 、t 以及 m 来描述样品的净化性能，优劣程度相互不一致。因而仅仅用净化效 率来评判净化产品的净化性能较片面，在对空气中甲醛的净化性能测 被动式室内空气净化产品测试方法研究 硕士学位论文 试中有必要增加t 为代表的净化速度和总净化量m 两项性能的测试， 以便更为全面的评价净化产品的净化性能。 t 的测试方法为向放置清除剂样品的密封舱内注射甲醛溶液，逐 时测试舱内甲醛浓度，直至样品将甲醛降解至标准限值以下，所需时 间即为t 。密封舱内的甲醛降解曲线表明所测净化产品对甲醛的净化 过程均随时间呈对数降解。样品a 、b 、c 的t 值分别为6 h 、4 h 和3 6 h ， 样品d 未将甲醛降至浓度限值以下，各样品差距较显著。采用不同的 测试条件测试样品净化速率，结果表明：在甲醛注射量均未达到产品 饱和净化量的情况下，涂覆面积对t 的影响较大；样品涂覆量对产品 的净化曲线影响较小；甲醛注射量加倍时t 有所增加但不呈倍数关系。 总净化量( m ) 的测试方法为重复向密封舱中注入甲醛，直至样 品无法将舱中甲醛净化至浓度标准限值以下，计算其之前所净化的甲 醛总量，即为m 。样品a 、b 、c 、d 的m 值分别为3 3 13m g g 、1 3 7 2 m g 、o 7 4m g g 、o 0 7 3 m g ，差距较大。采用不同的测试参数测试 样品总净化量，结果表明：样品量对总净化量无影响；涂覆面积增加 一倍，样品总净化量略有降低。 采用h - h i s t o 巧法计算板材在使用甲醛清除剂前后的游离甲醛削 减量i i l d 来评价甲醛清除剂对板材中游离甲醛的净化效果，结果表明： 各甲醛清除剂对密度板和刨花板两种板材中的游离甲醛均有显著的 净化效果。样品a 、b 、c 、d 对密度板中游离甲醛的净化量m d l 分别 为7 0 5m g ，6 9 4m g ，3 2 6m g ，2 7 9 m g 儋，对包0 花板中游离甲 醛的净化量m d 2 分别为o 1 8 8m g ，o 1 7 4m g ，o 1 1 8m g ，o 0 4 7m g 。 被动式室内空气净化产品测试方法研究 清除剂对于密度板中游离甲醛的去除量远远大于刨花板，主要是因为 板材结构和板材中游离甲醛浓度不同，影响甲醛清除剂在板材中的渗 透和反应过程。 采用层次分析法( a h p ) 对指标t 、m 和密度板、刨花板中游离甲 醛的消除量m d l 、m d 2 赋权，并采用线性插值法将各指标测试值标准 化，根据各指标权重和标准化指标值计算各样品的综合分数，可以较 直观和全面的对甲醛清除剂的净化性能综合评价。4 种样品净化效果 综合分值分别为9 4 、6 3 、2 0 、8 。 关键词：甲醛清除剂净化性能净化速率总净化量板材 s t u d yo nt e s tm e t h o do fp a s s i v ea i r p u r i f i c a t i o n p r o d u c t s a b s t r a c t i n d o o ra i rd o l l u t i o nh a sb e c o m eac o m m o np h e n o m e n o nw i t l lm ea p p l i c a t i o no fa1 a 唱e n u m b e ro fi n t 耐o rd e c o r a t i o nm a t 甜a l s ，a n du s i n gp a s s i v ei n d o o ra i rp u r i f i c a t i o np r o d u c t sc o u l d b eo n ew a yt oi m p r o v i n gi n d o o ra i rq u a l 咄h o w e v e r ，t h et ) r p e so fp r o d u c t sa r ev a r i o u s l ya n d d i s o r d e r l y ，a i l dt h e r ei sn oo b j e c t i v ea n dc o m p r e h e n s i v e t e s t e v a l u a t i o nm e t h o df o rm o s ep r o d u c t s i no r d e rt ot e s ta n de v a l u a t i o np u r i f i c a t o d ，p e o n n a n c eo fp a s s i v ei n d o o ra i rp u r i f i c a t i o np r o e l u c t s o b j e c t i v e l ya i l dc o n l p r e h e n s i v e l y ，4f o n n a l d e h y d ec l e a i l i l l ga g e n t sp r o d u c t sh a v eb e e ns e l e c t e d a s m er e s e a r c ho b j e c t si nm i sp a p e r ，a c c o r d i n gt oi t sp u r i 研n gp r i n c i p l e ，t h r e et e s ti n d e x f o fp u r i f 弧n g e 虢c tw e r ep m p o s e d ：t h et i m eo fp 谢研n gf o m a l d e h y d et ot h ec o n c e n t r a t i o nl i m i t s ( t ) ，t h et o t a l m a s so fp u r i f i e df o m a l d e h y d e ( m ) a n dt h em a s so fp u r i f i e df o m a l d e h y d ei np l 缸k ( m d ) i l lt h i s p a p e r ，4f o 肌a l d e h y d ec l e a n i n ga g e n t sh a v eb e e nt e s t e di 1 1a i n i 曲tc h a m b e r w i t h “st h r e ei n d 懿e s ， a i l dt h ep 嘣f i c a t o r yp e r f o r m a n c eh a sb e e ne v a l u a t e dc o m p r e h e n s i v e l y a tm es 锄et i m e ，l e i m p a c to fd i f f c 鹏n te x p 耐m e n t a lp a r a 】 i l e t e r so nt h et e s t i n g r e s u l t sa l s ob e e nt e s t e da i l da n a l y s e d t h e4f 0 肋a l d e h y d ec l e a n i n ga g e i l t sw e r et e s t e da c c o r d i i l gt o p 谢f i c a t o d rp e r f o m a l l c eo f c o a t i n g s 、i t ha i rp u d f i c a t i o n ( j c t10 7 4 2 0 0 8 ) a sr e s u l t ss h o 、) i r i n g ，t h ep u r i f i c a t i o ne 伍c i e n c yo f a us a l l 叩l e sw e r ea b o v e8 0 a l l di i ll i n e 耐t l lj c t1 0 7 4r e q u i r e m 饥t s ，h o w e v a tm ee l l do fm e t e s to fs o m es a m p l e s ，f o 肌a l d e h y d ec o n c e n 仃a t i o nw e r en o td e c r e a s e dt o t h es t a n d 捌 c o n c e i l 仃a t i o n1 i m i t s ( o 1m g m 3 ) ，i no m e rw o r d s ，m ea i rq u a l i t yc o u l dn o tm e e tt h er e q u i 崩n e n t s f o rh e a l t h ya r e ru s i n gm o s es 锄p l e s s oj u s tu s i l l g 叫f i c a t i o ne m c i e n c yi n2 4 ht oe v a l u a t et h e p u r i f i c a t o r yp e r 】f o n n a i l c eo ff o 册a l d e h y d ec l e a l l i i l ga g e n t si sao n e s i d e dw a y h lo r d e rt o 西v e c o n s u m e r sab e 钍e rg u i d a i l c eo np u r c h 勰i n gp m d u c t sa n dl e a de n t e r p r i s et oi m p m v et h e i rp r o d u c t p 晌m a i l c e ，i t t sn e c e s s a r yt oa d dt ，h i c hr 印r e s e n t i l l gp u r i f i c a t i o ns p e e da i l dt o t a lp u r i f i c a t i o n q u 孤t 时mt ot l 坞p u r i f i c a t o r yp e r 】b m a i l c ei n d e xt ot e s ta n de v a l u a t ep r o d u c t sc o m p i i e h e n s i v e l y j e c tf o 衄a l d e h y d es o l u t i o ni n t ot l l ea i n i 曲tc h a i i l b c ri i l 、) i ，h i c hc l e a i l i n ga g e n ts 卸叩l ew a s p l a c e d ，t e s tf o 衄a l d e h y d ec o n c e n 仃a t i o nh o u r l yu n t i lt h ef o m a l d e h y d ec o n c e n t r a t i o nd e c r e a s e d t o l v t h es t a n d a r dc o n c e n t m t i o nl i m i t s ， r e c o r dt h et i m er e q u i r e d ，w h i c hw a st t h ec u r v eo f f o n n a l d e h y d ed e c r e a s i n gw i t ht i m ei nt h ea 州曲tc h 锄b e ri sa nl o g 撕t l l i l l i cd e g r a d a t i o nc u e t e s tr e s u l ts h o wt h a tto fs a m p l e sa b cw e r e6h 4 h 3 6 ha n ds a m p l edc a nn o tc l e a n f o 肌a l d e h y d et o1 i m i tc o n c e n t r a t i o n ，t h eg a pb e t w e e ns a m p l e si so b v i o u s to f4s a m p l e sa l s o b e e nt e s t e dw i t hd i f b r e n tt e s t i n g f a c t o r s ，r e s u l t s h o w i n gt h a t ，i nt h ec a s et h a tf o 珊a l d e h v d e 1 n j e c t l o nq u a n t l t yn o tm e e tt h es a m r a t e dp u r i f i c a t i o nq u a n t i t y ，c o a t i n ga r e ao fs a m p l eh a sg r e a t i n n u e n c eo nt ，a m o u n to fs a m p l eh a sal i t t l ei n n u e n c eo nta n dd o u b l eq u a n t i t yo ff o n n a l d e l v d e i n j e c t i o nc o u l di n c r e a s etb u tn o td o u b l i n gi t i n j e c tf o m a l d e h y d es o l u t i o nr 印e a t e d l yi n t ot h ea i n i g h tc h a m b e ri nw h i c hc l e a n i n ga g e n t s a m p l ew a sp l a c e d ，u n t i l t h es a m p l ec a nn o tc l e a nt h ef o 肌a l d e h y d et oc o n c e n t r a t i o nl i m i t ，m e m a s so fa l lf o m a l d e h y d eh a sb e e nc l e a n e di sm mo fs 锄p l e sa b c dw e r e 3 3 1 3 l3 7 2 o 7 4 0 0 7 3 m 以，w h i c hh a v eb i gg a p s mo f4s 锄p l e sa l s ob e e nt e s t e dw i t hd i f f e r e n tt e s t i n gf a c t o r s ， r e s u l ts h o w i n gt h a t ，a m o u n to fs a m p l eh a sn oi n n u e n c eo nm ，a n dd o u b l ec o a t i n ga r e ac o u l d d e c r e a s ems l i g h t l y ，t h a ti sb e c a u s et h et e s tr e s u l t so fmc o n t a i n sal i t t l e p a no f1 e a k a g e ，a n d d o u b l ec o a t i n ga r e ac a ni m p r o v ep u r i f i c a t i o nr a t ea n dr e d u c et e s tt i m e ，s ot h el e a k a g ec o u l db e r e d u c e da n da sar e s u l t ，ma l s oc o u l db er e d u c e d s l i g h t l y t h ec o n c e n t r a t i o no f 行e ef o n l l a l d e h y d ei np l a n kw a sc a l c u l a t e du s i n g h - h i s t o r ym e t h o d ，a n d t h ep u r i f i c a t o r yp e 响n n a n c eo fs a m p l e so n 舶ef o m a l d e h y d ei n p l a i l l ( w a se v a l u a t e db ym e r e d u c eo fh ef o m a l d e h y d ec o n c e n 舰t i o ni np l a l l l ( w h i c hu s e ds a m p l e ( m d ) 1 1 1 er e s u l ts h o w t h a t ， m d lo fs 啪p l e sa b c df o rd e n s i t yb o a r dw e r e7 0 5 6 9 4 3 2 6 2 7 9 1 1 1 g ，m d 2f o rp a r t i c l e b o a r d w e r e0 1 8 8 o 1 7 4 0 1 1 8 0 0 4 7m g m df o rd e n s 毋b o 砌w e r em u c hb i g g e rt h a i l n l df o r p a n i c l e b o a r d ，m a ti sb e c a u s em ec o n c e n 衄t i o no f 骶ef o m a l d e h y d ea i l ds t n l c t u r eo fd e n s 时 b o a r da j l dp a n i c l e b o a r da r ed i f f e r e n t ，w h i c hc a i li n n u e n c em e p e m e a t i o na 1 1 dr e a c t i o no fs 锄p l e s i n b o 砌 t h ew e i g h t so ft ，m ，m d l ，m d 2h a v eb e e nd e t e m i n e du s i n ga n a l y t i ch i e r a r c h yp r o c e s s ( a h p ) a n dm ei i l d e xv a l u eh a v eb e e ns t a n d a r d i z a t i o nu s i n gl i n e a ri i l t 叩o l a t i o nm e t l l o d t h es c o r eo f s 锄p l e sh a sb e e nc a l c u l a t e da c c o r d i n gt h ew e i g l l ta i l ds t a n d a r di n d e xv a l u e ，h i c hc o u l de v a l u a t e p r o d u c t sv i s i b l ea n dc o m p r e h e n s i v e l y ，a n dt 1 1 er e s u l ti st l l a tm es c o r eo fa b c di s9 4 6 3 2 0 8 z l l ud i d i ( e n v 的n m e n te n g i i l e e 】血g ) s u p e n ，i s e db yp r 0 6 暑s s o ro i a i lh u a k e y w o r d s ：f o m a l d e h y d ec l e a l l i n ga g e i l t ；p u r i f i c a t o r yp e 墒册a i l c e ；p 嘶f i c a t i o nr a t e ；t o t a l p u r i f i c a t i o n ；p l a n k v 被动式室内空气净化产品测试方法研究 硕士学位论文 符号说明 净化产品对污染物2 4 h 内的净化效率， 甲醛清除剂将甲醛净化至浓度标准限值以下所需要的时间，h 单位甲醛清除剂所净化的甲醛总量，m g 单位甲醛清除剂对密度板中游离甲醛的净化量，m g 单位甲醛清除剂对刨花板中游离甲醛的净化量，m g 甲醛清除剂样品在实验用的用量，g 甲醛清除剂样品在实验中的涂覆面积，m 2 实验中甲醛溶液注射量，此 板材内游离甲醛初始浓度，m m 3 污染物在板材与空气中的分离系数 污染物在板材内的传质扩散系数 甲醛清除剂净化能力综合得分 v i r t m 舰 脚 m a l q k d s 被动式室内空气净化产品测试方法研究 硕士学位论文 1 1 研究背景 第一章绪论 目前，由于室内装饰装修材料的大量应用，室内空气中污染物浓度超标成为 普遍现象，尤其是在新装修家庭中，空气污染程度更加严重。据调查，9 0 的新 装修家庭中室内空气中污染物质浓度超标。而健康意识的提高使得人们对室内 空气质量日趋关注，纷纷寻求室内空气污染问题的解决办法。 改善室内空气质量的途径主要有【2 j ：1 降低室内装修装饰材料的释放水平， 提高环保性能；2 改善通风；3 使用空气净化产品。然而由于科技和经济水平 的限制，在短时期内大幅度降低装修装饰材料中污染物释放水平难度较大，而改 善室内通风除受大环境空气质量及气象条件限制外还与住房条件相关，由此可见， 使用空气净化产品亦是改善室内空气质量不可或缺的途径之一。据调查，有7 0 以上的业内人士认为室内环境净化治理行业有非常好的发展前景。当前，室内空 气净化行业的业务量正处于快速增长期( 年增长率2 8 ) 。 室内空气净化产品包括风机动力的主动式净化产品( 主要指空气净化器) 和 无风机动力的被动式净化产品。其中被动式空气净化产品品种繁多而杂乱，按照 原理可分为物理类、化学类和生物类净化材料，物理类净化材料指包括采用活性 炭，沸石、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 是利用生物酶对有害物质进行生物氧化分解的净化材料【3 】。按照使用方法主要分 为涂覆型产品、雾态喷剂型、熏蒸型和固体吸附型产品；按照功能又可分为专门 去除甲醛的甲醛清除剂和去除多种v o c s 的空气净化产品。针对这种品种繁多而 又原理各异的产品，亟需一种科学客观、比较全面的测试和评价方法对产品进行 评判，在人们选购产品时给出明确的技术指导。 由于室内空气中的甲醛污染较普遍，人们的关注度较深，甲醛清除剂在室内 空气净化产品中占有较大份额，是市场上常见的室内空气净化产品之一。因而本 研究针对甲醛清除剂及其测试方法展开调研和测试工作。 1 2 甲醛清除剂原理及分类 甲醛清除剂，又称甲醛捕捉剂或甲醛结合剂，是一种在一定条件下可与或促 使甲醛发生化学反应并分解或生成稳定化合物，从而避免甲醛释放到室内空气中 被动式室内空气净化产品测试方法研究 硕| ：学位论文 引起空气污染的一种精细化工产品【4 1 。甲醛清除剂主要包括可与甲醛反应的活性 物质和辅助成分，辅助成分有渗透剂和成膜材料。甲醛活性物质可与月桂醇、油 酸、氮酮、薄荷脑、神酮等渗透剂复合配制成水溶液，使甲醛清除剂在渗透剂的 作用下可以渗透进入板材去除内部游离甲醛【4 1 。而成膜材料可在建材表面或者内 部形成高分子膜，抑制游离甲醛释放。根据其活性成分现有的甲醛清除剂基本可 分为三类： 1 能氧化甲醛的氧化剂 甲醛具有还原性【5 ，过硼酸钠，次氯酸，过氧化氢等氧化剂利用甲醛的还原 性，可将甲醛氧化成甲酸，从而降低甲醛的释放量。如h 2 0 2 与甲醛的反应式如 下： h 2 0 2 + h c h o h c o o h + h 2 0 2 亲核试剂 醛类中的碳氧双键易被亲核试剂进攻，发生亲核加成反应，这也是羰基的典 型反应之一。一般是亲核试剂( n u a ) 的亲核部分( n u ) 首先向羰基碳原子进 攻，其次带正电荷的亲电部分( a ) 加到羰基的氧原子上【5 j 。 亲核试剂是具有未共用电子对的中性分子和负离子，是电子对的给予体，它 在化学反应过程中以给出电子或共用电子的方式和其他分子或离子生成共价键。 易与甲醛发生亲和加成反应的亲核试剂主要有以下物质： ( 1 ) 氨及其衍生物。伯胺、羟胺、肼、苯肼、氨基脲等都是亲核试剂该类物 质的胺基和甲醛可发生亲核加成反应，在酸性条件下它们与醛的羟基加成，再脱 去一分子水，生成缩合产物【4 】： r n h 2 ( 或r 2 n h ) + c h 2 0 r 二n h c h 2 0 h ( r 2 n o h ) 醛还可以和许多氨的衍生物如羟氨n h 2 0 h 、肼h 2 n n h 2 等发生亲核加成， 失水形成一类具有r c = n 结构的化合物，常见的有肟、腙等。目前对于胺基化 合物作为甲醛消除剂的研究较多，应用也较为广泛，如j p l l 4 8 7 9 、j p l 0 3 1 5 4 2 3 等专利利用酰肼类物质与游离甲醛起反应来降低甲醛释放。 ( 2 ) 具有次甲基活泼氢( a h ) 的化合物，如丙二酸二甲醋，乙酰乙酸甲酯。 q 碳原子是指跟羟基( o h ) 、醛基( 一c h o ) 、羧基( c o o h ) 、羰基( c o ) 等官能团 直接相连的碳原子，0 【碳原子上的氢原子简称0 【氢，由于受官能团影响，a 氢会 表现出比较大的活性。例如羟醛缩合，就是含有a 氢的醛在碱的作用下形成0 【c 负离子，可对另一份子醛的羰基进行亲和加成反应。有人用丙酮二甲酸二甲酯来 除去纤维制品中游离甲醛，它们的消醛机理就是化合物分子中次甲基c 【氢和甲醛 发生亲核加成反应。 ( 3 ) 酚类。酚类物质苯环上如有剩余的能够与甲醛反应的空位( 酚羟基邻、 对位) ，就能够与甲醛反应而固定甲醛。如有间苯二酚结构的酚类物质，其空位 2 被动式室内空气净化产品测试方法研究 硕一l 学位论文 与甲醛的反应活性很高，对甲醛捕捉效果很好，松树皮粉、茶叶末类甲醛捕捉剂 就属于酚类捕捉剂。【6 9 】 现有部分甲醛消除剂一般含有上述两种或三种活性物质。如专利c n l 3 0 4 9 4 2 选用聚乙烯醇、三聚氰胺和硫脲混合物；c n l l 0 4 6 5 7 采用水性酚醛树脂、磺胺酸 和尿素酶等混合物。 3 催化剂 催化剂可催化甲醛与空气中氧进行反应，生成二氧化碳和水，主要有光催化 和贵金属催化。 4 生物质甲醛捕捉剂 生物质甲醛捕捉剂在市场上也比较常见，其以天然生物质为原料，利用其含 有的可与甲醛反应的成分如氨基化合物、酚类物质等，实现对甲醛的固定和捕捉， 因其无毒、可生物降解，不会造成二次污染因而倍受人们关注。 常见的生物质甲醛捕捉剂有茶叶基捕捉剂、树皮基捕捉剂、蛋白质基捕捉剂、 天然中草药捕捉剂及芦荟提取液等【l o 】。日本学者嗽a g a k i a 【11 1 2 1 等研究了绿茶儿 茶素与甲醛反应特性，并将儿茶素类物质作为空气中，胶合板中甲醛的捕获剂， 取得很好的效果。蛋白质基甲醛捕捉剂中的蛋白质大分子中含有大量的游离胺基， 这些基团能与脲醛树脂中的羟甲基以及游离的甲醛在受热的条件下【1 3 】发生交联 反应，国内有一项专利通过使用氨基酸合成甲醛捕捉剂，将此甲醛清除剂喷洒在 空气中或涂覆在含甲醛的材料的表面，可以消除空气中和材料内部含有的甲醛， 使空气质量符合国标要求【1 4 】。国内有研究者从苦木、吴茱萸、青黛、鱼腥草、 决明子等几味中草药中提取挥发油，制得一种中草药型甲醛捕捉剂，甲醛消除率 高达9 3 8 6 ，且持久性好。 目前，市场上还在不断出现各种原理各异的净化剂，而生产厂家处于对知识 产权的保护，对于净化原理均采取保密态度，净化机理还有待进一步研究。 甲醛清除剂的使用方法主要有：a 在室内装饰装潢材料如人造板材、皮革 制品等生产过程中加入【l5 1 6 】；b 室内装饰装潢材料使用期问，室内空气受到污 染时使用。而针对普通消费者的主要是第二种使用方法，如后期处理家具，人造 板装潢材料或者直接用于净化空气等。该方法通常是以刷涂、喷涂等方式，在人 造板材、家具等装饰装潢材料表面涂敷甲醛清除剂，使清除剂与材料中释放的游 离甲醛反应，从而净化空气。 1 3 甲醛清除剂净化效果的测试方法 1 3 1 室内空气净化产品净化效果测定方法( q b t2 7 6 1 2 0 0 6 ) 【1 7 】 2 0 0 6 年国家发改委正式发布了由中国室内装饰协会室内环境监测委员会发 3 被动式室内空气净化产品测试方法研究 硕士学位论文 起组织并编制的我国第一部室内空气净化产品净化效果测定方法 ( o b t 2 7 6 1 2 0 0 6 ) ，作为各种室内空气净化产品净化效果测定的统一规范。这 个行业推荐标准填补了我国室内环境净化产品行业标准的缺失。该标准对空气净 化产品的净化效果，如净化范围、程度等进行明示，这将对净化治理服务企业以 及消费者选择什么样的空气净化产品起到一定的指导作用。该标准规定被动式净 化产品净化性能的评价指标为净化效率。 测试方法： 配备一定浓度的甲醛、氨、苯系物等污染物质的混合溶液，用脱脂纱布卷在 玻璃棒上，在溶液里浸透，作为污染物释放源；将净化产品定量涂覆在一定面积 的惰性材料上，与散发源同时放入实验舱内，测定2 4 h 前后的污染物浓度，计算 净化效率。 1 3 2室内空气净化功能涂覆材料净化性能( j c t1 0 7 4 2 0 0 8 ) 【l 引 2 0 0 8 年，发展和改革委员会发布了建材行业的行业标准室内空气净化功 能涂覆材料净化性能( j c t1 0 7 4 2 0 0 8 ) ，该标准针对的是被动式净化材料中的 涂覆材料，采用甲苯和甲醛作为检测项目，净化效率和净化效果持久性作为净化 产品的评价指标。该标准将净化材料分为i 类和i i 类，并规定了i 类和i i 类的指 标限值。 测试方法： a 净化效率将甲醛或甲苯溶液滴在玻璃平皿中作为污染物释放源，将净化 产品涂覆在玻璃上干燥一段时间与释放源同时放入实验舱，其中光催化材料要打 开日光灯，一段时间后( 光催化材料4 8 h ，非光催化材料2 4 h ) 测试污染物浓度， 根据前后浓度计算净化效率。 b 净化效果持久性将试验样板放入实验舱，每天向实验舱定量加入甲醛或 甲苯溶液，持续4 天作为饱和实验，第5 天取出放置2 4 h 后放入实验舱按照净化 效率的测试步骤测试其净化效率。 这两种方法中，由于q b 厂r2 7 6 1 的测试方法较复杂，对于污染物的初始浓度 较难掌握，目前应用较多的是j c t1 0 7 4 室内空气净化功能涂覆材料净化性能。 然而，无论是j c t1 0 7 4 还是q b t2 7 6 1 都只关注净化产品2 4 h 的净化效率，而 通过对甲醛清除剂净化原理的分析可知，甲醛清除剂作为一种化学反应物，除了 光触媒是通过催化甲醛与空气中的物质进行持续反应以外，均是通过与甲醛直接 反应来消除甲醛，也就是说一定量的甲醛清除剂必定有一个饱和的净化量，上述 两个标准都无法反映出甲醛清除剂的这一性能。同时，上述两个标准只能反应出 净化产品对空气中已存在的污染物的净化效果，而目前的甲醛清除剂较大一部分 是可以用于清除人造板材等装修材料内部的游离甲醛，对于板材中游离甲醛的消 除效果也没有一个统一的方法进行测定。 4 被动式室内空气净化产品测试方法研究 硕士学位论文 1 4 甲醛清除剂的测试方法现状 1 4 1 国外研究现状 国外有关空气净化产品的标准很少，例如美国仅有空气净化器的标准 m e t h o df o rm e a s u r i n gp e r f o h n a n c eo fp o r t a b l eh o u s e h 0 1 de l e c t r i cr o o ma i r c 1 e a n e r s ( a n s 姒h a m a c 1 9 8 8 ) ，我国净化器标准g b t 1 8 8 0 1 2 0 0 2j 下是借 鉴了该标准。在室内空气净化方向一直出于领先水平的日本，除了标准空气净 化器( 儿sc 9 6 1 5 1 9 9 5 ) 【2 0 】，对于被动式净化材料的标准只限于单种材料的标 准，女口p e r f - o n n a n c et e s to fs o r p t i v eb u i l d i n gm a t 舐a l so fr e d u c i n gi n d o o ra i r p o l l u t i o nw i t hs m a l lc h 锄b e r ( j i sa 1 9 0 5 1 2 0 0 7 ) 川，精细陶瓷( 高级陶瓷、高 级工业陶瓷) 光催化材料的空气净化性能试验方法( j i sr 1 7 0 1 4 2 0 0 8 ) 2 2 1 。之 所以产生这种状况的原因是发达国家和地区对于建材无论国产还是进口均有着 较完善的指标和质量评价体系，尤其是装饰装修材料环保性能控制较好，因装修 装饰材料引起的室内污染问题表现轻微，因而被动式净化产品还没有形成市场需 求。 除此之外，对于被动式空气净化材料的研究主要集中催化和吸附材料上 口3 2 9 1 ，而对于市场上逐渐出现的用于净化室内空气的化学药剂或者植物提取剂 的净化效果，仅仅停留在定性或者半定量的比较研究上，并没有形成一个较为客 观、全面的测试方法，如s u n s 0 0 k 砥m 在居室不同的房间中分别采用通风、光催 化材料、植物提取材料等方法进行室内空气净化，并对其净化效果进行比较，结 果显示植物提取材料的净化效果较好【3 。 可见，发达国家和地区对于被动式净化产品的管理以及被动式净化产品的市 场发展还未形成，这种状况决定了我国对于被动式空气净化材料测试和评价没有 一个良好的国外的借鉴基础和条件。 1 4 2 国内研究现状 1 4 2 1 甲醛捕捉剂对空气中游离甲醛的净化效果研究 在对室内空气净化产品的研究中，很大一部分集中在光催化材料的测试或改 性研究上【3 1 35 1 ，对化学反应型的甲醛捕捉剂研究较少。但仍有一些研究对甲醛 清除剂净化效率的测试进行了探索。在对甲醛清除剂净化室内空气中甲醛的测试 方法上，普遍采用使用甲醛清除剂后一段时间内的净化效率，如周纯良【3 6 j 等开 展了甲醛清除剂对室内空气中甲醛的净化效果的测试研究，在房间内喷涂一定量 的甲醛清除剂，在2 4 、3 6 、7 2 小时分别对室内甲醛浓度进行测定，计算其不同时 点的净化效率。但该种方法较为片面，净化效率受初始浓度的影响，同时也只能 s 被动式室内空气净化产品测试方法研究 硕士学位论文 反映一定时间内的净化效果，对于其全部的净化能力无法体现。张锐【37 】等对硅 藻土和光催化两种原理空气净化材料进行了8 h 密封舱测试，运用数学曲线积分面 积的计算模式来计算单位时间净化量，该研究认为，采用单位时间净化量这一指 标能更直观、准确地反映产品的净化效果。 1 4 2 2 甲醛捕捉剂对板材中游离甲醛的净化效果研究 对甲醛清除剂降解板材中游离甲醛的净化效果测试中，刘军海 3 8 】等测试了 淀粉、明胶、过氧化氢、尿素、过硫酸铵、乙酸铵6 种甲醛捕获剂对人造板中游 离甲醛的捕获效果，其采用的方法是将待测板材粉碎，加入甲醛清除剂后萃取， 测定萃取液中的游离甲醛。王雨群【4 】等对6 种有代表性的市售甲醛清除剂进行了 对比测试，其方法是将甲醛清除剂涂覆在板材表面，用干燥器法测试板材使用清 除剂前后的甲醛释放速率；周纯良【3 6 】等将甲醛清除剂涂覆在细木工板和三夹板 上，用干燥器法测试板材使用甲醛清除剂2 4 、3 6 、7 2 小时后的甲醛释放量，分别 测试其不同时间的甲醛清除率。可见，对于甲醛清除剂对板材中游离甲醛的净化 效果，一般都是通过测试使用甲醛清除剂后板材的游离甲醛的释放状况( 或含量) 来获得。 1 4 2 3 人造板中游离甲醛散发测试方法 人造板材的污染物散发状况( 或含量) 通常用实测数据或模型预测来描述。 板材中游离甲醛含量( 或浓度) 实测数据通常通过萃取法、干燥器法【3 9 】或者气 候舱法【4 0 】等方法来获得。模型预测主要是清华大学张寅平等人建立的h _ h i s t o r y 法【4 1 1 。 ( 1 ) 萃取法 将溶剂甲苯与规格为2 0 m m 2 0 m m 的板材试件高温共热，通过液一固萃取使甲 醛从板材中溶解出来，然后将溶有甲醛的甲苯通过穿孔器与水进行液一液萃取， 把甲醛转溶于水中，用碘量法或光度法测定甲醛水溶液的浓度。 ( 2 ) 干燥器法 在干燥器底部放置盛有蒸馏水的结晶皿，在干燥器上部的金属支架上固定试 件，测定装置在( 2 0 士2 ) 下放置2 4h ，蒸馏水吸收从试件释放出的甲醛，此溶液 作为待测液。此方法测得为2 4 h 板材释放的甲醛量。 ( 3 ) 气候舱法 将1m 2 表面积的样品放入温度、相对湿度、空气流速和空气置换率控制在一 定值的气候箱内。甲醛从样品中释放出来，与箱内空气混合，定期抽取箱内空气 通过盛有蒸馏水的吸收瓶，直至甲醛浓度达到稳定状态，空气中的甲醛溶入水中， 测定吸收液中的甲醛量及抽取的空气体积，计算出每立方米空气中的甲醛量，以 毫克每立方米( m 咖3 ) 表示。 ( 4 ) h 1 l i s t o r y 法 6 被动式室内空气净化产品测试方法研究 硕：f ：学位论文 干建材中污染物质的散发过程：1 板材中的污染物质通过在板材内部的分 子运动扩散至板材表面；2 污染物分子在板材表面与其分离进入板材表面附近 的空气中；3 污染物在空气介质中从板材表面的空气中向整个环境空气中均匀 扩散。见图1 1 ： 匝巫习 图1 1 干建材v o c 散发过程 f i g 1 1v o c e m i s s i o np r o c e s sf r o md r yb u n d i l l gm a t e r i a l s 根据对这一过程的研究，x ua 1 1 dz h a l l 4 3 甜】等人对目前应用较多的l i t t l e 模型 一5 j 进行了改进，认为干建材的污染物释放的主要影响参数有：干建材内可释放 的污染物浓度c o ；板材内部的扩散系数d ；板材表面污染物质的分离系数k ； 污染物在空气中的传质系数h m 。x ua 1 1 dz h a n g 采用密封舱内污染物逐时浓度的 测试数据对模型解析解进行拟合，可得到模型中的参数值c o 、d 、k 。 通过对上述各方法的描述可知，由于萃取温度较高，萃取法测得的并非板材 中可释放的游离甲醛的含量，而是板材中的总的甲醛含量；干燥器法或者气候舱 法只能测试一个时间段内的污染散发量，用于清除剂净化效果的测试不够直观， 且气候舱法测试时间较长；而h - h i s t o 巧法测试时间短，得出结果为板材中游离 甲醛浓度，较为直观，因而本文中采用h k s t o r y 法来得出使用甲醛清除剂前后 板材中游离甲醛的含量。 1 5 研究内容和意义 1 5 1 研究内容 本文选取了市场上常见的4 种化学型( 非催化) 甲醛清除剂净化能力进行密 封舱测试，包括其对空气中甲醛的净化能力和对板材中游离甲醛的净化能力的测 试。本文主要研究内容包括以下4 部分： 1 一定甲醛注射量的情况下，对使用甲醛清除剂后密封舱中的甲醛浓 度逐时测试，分析其净化规律，并在此基础上测试分析甲醛清除剂的净化速率。 在本研究中，净化速率用样品将甲醛降解至标准浓度限值以下所需要的时间t 7 被动式室内空气净化产品测试方法研究 硕十学位论文 进行表达。并采用不同的测试条件进行测试来分析不同的测试条件t 的影响。 2 向密封舱中持续注入甲醛，对每一次注入甲醛清除剂后甲醛清除剂 的净化效果进行逐时测试，直至无法将甲醛浓度降至标准限值以下，分析其净化 规律，并计算其总的净化量m 。此处总净化量是指单位量的甲醛清除剂可将甲 醛降解至标准浓度限值以下的甲醛总量。并采用不同的测试条件进行测试来分析 不同的测试条件对于m 的影响。 3 当甲醛清除剂用于人造板时，在渗透剂的作用下，活性物质渗入板 材内部与游离甲醛发生反应，会影响并改变板材中的游离甲醛浓度c o 。逐时测 定放置人造板材的密封舱内的甲醛浓度，采用h - h i s t o r y 法拟合c o ，分析人造板