室内空气净化材料与技术应用研究进展

摘?要：目前，由于建筑材料以及装饰装修材料、家具家电等造成的室内环境污染，已成为影响人们健康的威胁。本文介绍了目前室内净化所采用的材料以及净化技术的发展，并且对未来的净化技术进行了展望。

关键词：室内空气净化；材料；技术应用

一?前言

随着社会的不断发展和进步，建筑设计越来越追求高能效，其绝热效果越来越好，但是建筑物的通透性去越来越差，同时，大量的合成物质被用于建筑和装饰，这些因素都导致室内空气污染物的积累，使得污染程度远比室外要严重。同时，人一天有大半的时间是在室内度过的，室内空气污染对人们的舒适度、身体健康等都有不利的影响。室内空气质量研究已经成为当今国际社会研究的热门话题。

室内空气净化是借助专门的系统分离或转化室内空气污染物，使其从室内空气中分离出去，或转化成无害的物质。该办法特别适用于污染源控制和通风不能解决的室内空气污染的场所。室内污染物的净化技术，目前应用较广泛的主要有：吸附净化技术、低温非平衡等离子、生物净化技术、负离子技术等。室内净化材料按照净化原理和材料性质来划分，可分为物理净化材料、化学净化材料和生物净化材料三大块。

二?室内空气净化材料

室内空气净化材料按照净化原理和材料的性质来区分，可以分为物理净化材料、化学净化材料、生物净化材料三大类。

1. 物理净化材料

物理净化材料主要是通过物理吸附作用对室内的空气进行净化。活性炭、硅胶、沸石等作为物理的吸附材料，其吸附作用主要受材料表面积以及化学稳定性的影响。其中，活性炭以其稳定性、易再生等性质成为研究的主要对象。

活性炭具有吸附和催化的性能，不溶于水和其它溶剂，具有稳定性。因此其用途也十分广泛。从18世纪以来，人们一直将活性炭运用于实践中，并取得了重大的进展，尤其是20世纪70年代，日本生产的活性碳纤维，脱附速度快，吸附量大，易再生，已被认为是21世纪最优秀的环境材料之一。

2. 化学净化材料

化学类的净化材料主要是指采用氧化、还原等化学反应技术生产的净化材料。化学类的净化材料中，目前应用较广泛是光触媒材料。光触媒也叫光催化，是一种以二氧化钛为代表，在光照条件下具有催化作用的半导体材料的总称。二氧化钛作为一种光触媒，在吸收太阳光或照明光源中的紫外线后，能够发生氧化还原反应，表面形成强氧化性的氢氧自由基和超氧阴离子自由基，中游离有害物质分为无害的二氧化碳和水，从而达到净化空气的目的。光触媒对于温度没有严格的限制，一般在常温条件下就会发生氧化还原反应。

除了光触媒材料，目前还有一种新型的环保材料用于讲话室内空气：负离子材料。负离子材料的主要成分是具有自发电极的天然矿物，材料与空气接触时，能够持续释放空气负离子，负离子具有很强的氧化性，形成的负离子与空气中的有害物质结合，发生氧化还原反应，从而达到去除空气中污染，净化空气的目的。同时，空气负离子也可以促进人体的血液循环，改善睡眠质量。目前，负离子已经被列为评价空气质量的一个重要指标，目前发展也已经初具规模。

3. 生物净化材料

生物净化材料主要指利用生物对室内的空气中的污染物进行氧化分解，从而达到净化空气的目的。利用生物来净化室内空气，目前研究比较多的就是利用室内植物的自然吸附作用，以对室内的空气进行绿化净化。

另一方面，对不同类型的材料进行复合应用也有了广泛的研究。复合材料中，以活性炭为载体负载其他材料来进行的空气净化的研究也已经进入到了比较深入的阶段。它利用了活性炭的吸附能力并同时发挥了化学类净化材料的催化性能，使得个材料得到互相补充，也为室内空气净化材料的发展开辟了新的领域。

三?室内空气净化技术的研究

1. 吸附净化技术

吸附技术是指借助多孔性固体吸附剂表面存在不平衡力的作用，使气态污染物吸附在其表面，从而实现从气流中分离出来的目的。吸附技术分为物理吸附和化学吸附两种。

吸附技术由于脱除效率高，。富集功能强，适用于几乎所有的恶臭有害气体的处理，因而是脱除有害气体比较常用的方法。常用的吸附剂有活性炭。活性碳纤维、沸石等。其中以颗粒活性炭、含高锰酸钾的活性氧化铝及复合活性炭纤维最常用。

近年来研制出来的各种新型的活性炭有蜂窝状活性炭、活性碳纤维等。目前活性炭净化空气的研究主要集中在其吸附应用和吸附性能的改进上。特别是活性碳纤维，由于其优点显著，应用也日益广泛，也是当今世界最先进的室内空气净化处理技术之一。

2. 光催化进化技术

光催化净化是指基于光催化剂在紫外线照射下具有的氧化还原能力净化污染物。光催化剂属于半导体材料，现有的研究表明，光催化氧化可以使多种有机体降解，还可以使有机酸发生脱碳反应。近年来，光催化净化空气技术备受关注，成为各国研究和开发的热点。

纳米材料光催化是目前最具发展潜力的室内空气净化技术，但是它不能净化空气中的悬浮物以及细菌颗粒物，同时催化剂微孔易被灰尘和颗粒物堵塞而使其失活，

3. 绿色植物自然进化

室内绿化是指在室内种植摆设一些有利于室内空气净化的植物，既要求美观又要求实用，这些绿化植物除具有调节温湿度的作用外，还具有吸尘、杀菌杀毒、吸入废气等功能。室内绿化常有盆栽、悬挂式栽培、盆景等形式，选择绿化植物应根据室内的光照、空气温湿度等室内生态因子来考虑。布置时要根据室内的实际环境进行协调。目前来说，对于室内净化效果较好的有：夏威夷椰子、万年青、、吊兰、爱玉合果、黄爱葵东等。

4. 膜分离技术

膜分离技术是一项简单、快速、高效和经济节能的新技术。膜分离法是利用各组分在压力推动下透过膜对的传质速率不同进行分离的，用于气体分离的膜主要有有机聚合膜和无极膜。

现在，有机膜分离技术已经被成功地运用到其他方法无法收回的有机物的分离，采用此方法回收有机废气中的丙酮、甲醇和甲苯等，回收率可达97%。将有机膜应用于室内空气净化的研究目前尚少。

四?结语

当今社会，由于有机物在化学品以及合成建筑材料中的数量成倍增长，室内空气质量已经成为近十年来的一个重要问题。而人类有大部分时间是待在室内的，因此室内环境比室外环境要重要的多的多。室内空气质量的好坏直接威胁到人类的身心发展，在以后的研究中，一定要切实以人们的需求、利益为目标，研发出更具发展前景、效果更好的新型室内空气净化技术和材料。