室内净化空气用椰壳活性炭特殊功能及价格用法

    室内净化空气用椰壳活性炭特殊功能及价格用法
    活性炭的特殊功能及室内应用
    1.椰壳活性炭的特殊功能
    ①利用活性炭物理吸附与化学吸附的双重特性，经过特殊孔径调节工艺处理，使其具备与室内有害气体分子大小相匹配的孔隙结构t完全吸附有害气体而非遮盖或淡化气味，从根本上彻底清除室内污染。
    ②活性炭能够对室内所有有害气体分子进行吸附，同时具有调节催化作用等功能，能够有效地吸附形成于空气中的各种有害气体，如苯系物、卤代烷烃、醛、酮、酸等有机物的成分及空气中的浮游细菌，杀灭霉菌、大肠杆菌、黄色葡萄球菌、脓菌等致病菌，抑制流行性病原的传播，具有去毒、吸味、除臭、去湿、防霉、杀菌、净化等综合功能，如表3—11所示。
    ③室内环保专家指出：装饰装修所造成的室内污染，其污染源挥发甲醛、苯、甲苯、氨气、氡等是一个缓慢释放的过程，甚至将会持续3～15年，开窗通风法、化学喷除法、花卉去除法等只是迅速遮盖或驱散已挥发的有害气体，而不能根本去除缓慢释放的有害气体，而活性炭的吸附过程是一个长效稳定的过程，基本与有害气体的释放过程相吻合，从而达到完全去除的效果。
    ④活性炭是选用优质绿色环保的果壳为原料，从源头上完全避免了以煤等原料制成的活性炭灰分及重金属含量高等所造成的二次污染，在加工时没有褥加任何化学成分，对人体无毒副作用，同时又可避免喷剂等对家具造成的褪色、潮湿的二次污染，完全是自然生态下的物理吸附，是一种真正高品质的绿色环保产品。
    ⑤利用椰壳活性炭本身的分子运动规律，经特殊工艺处理，在使用20天左右后，在高温下暴晒3～5h，利用高温使被吸附到活性炭孔隙中的有害气体分子产生运动而释放，将活性炭再度净化而达到反复利用却不影响效果的目的，可反复使用3～6个月，在密封条件下可达到5～lO年不变质。
    ⑥易操作：使用方便，可随意摆放，不受空间、地点限制，不需辅助设备，无能耗。
    2.椰壳活性炭的用法与用量
    ①将50g活性炭包装成一小包，直接放于居室、橱、柜、抽屉、冰箱、卫生间、汽车和其他需要净化场所的任意位置即可。
    ②新装居富按每平方米一包(100g)的用量使用，衣柜、抽屉等每单独空间摆放一包即可，日常防护可根据室内空气污染程度适当酌减用量。
    ③铺地板时将小包直接铺于下方或撕开小包将活性炭直接撒于地板下方。
    ④将小包放于鞋内后用塑料袋密封，除臭、去湿效果更佳。
    ⑤使用20天左右，在高温下暴晒3～5h，可恢复活性继续使用，能反复使用3～6个月。
    3．与其他产品对比
    (1)与市场上其他炭类产品的比较
    目前市场上其他炭类产品主要有竹炭和炭雕工艺品，炭雕工艺品的碘吸附值仅为650mg／g左右，竹炭类产品的碘吸附值为5∞～700mg／g，而果壳类活性炭的碘吸附值可达到1000～12∞mg／g，吸附能力是炭雕和竹炭的近两倍；炭雕的价格昂贵，一个直径22cm的圆盘市场售价两千多元，大众消费者难以承受，一个直径22cm的碳雕圆盘放在一个20m。的房间中，只能吸附运动到其周围的有害气体，对距离较远的有害气体没有吸附作用；竹炭没有果壳类恬性炭的孔隙及比表面积发达，1g竹炭的比表面积仅为3∞m／g，而1g果壳类活性炭的比表面积能够达到3000m2/g果壳类活性炭的比表面积是竹炭的10倍．所以同样质量的果壳类活性炭可容纳的有害气体的数量是竹炭和炭雕的10倍。
    (2)与光触媒类产品的比较
    光触媒类产品分为家电类和喷涂类两种类型，家电类的光触媒空气净化器，价格昂贵，每台净化器市场售价l。。0～3000元，适用面积只有20m2左右，还必须在通电的情况下才能发挥作用，耗费电能；喷涂类的光触媒价格也较贵，喷涂时受到许多条件的限制，使用也不方便；关键是此类产品的技术性和使用效果正在遭到许多专家和使用者的质疑。
    (3)与市场其他化学类、生物类产品的比较
    此类产品使用时具有一定的条件限制，会造成二次污染，如甲醛捕捉剂只能除甲醛，对苯、氨气等其他有害物质没有作用，局限性较大，生物酶是否真能“吃掉”所有的有害气体，专家表示质疑。同时这类产品的作用时间较短，但甲醛等有害气体的释放是一个缓慢、长期的过程，此类产品是不能保持这么长久的效果的；而果壳类活性炭产品具有无污染、无副作用、效果持久明显等特点，可以根据需要进行包装组合，在使用时不受空间、地点等限制，且有长效、方便的特点。
    目前，市场上纷繁复杂的技术从原理上主要分为两大类：物理吸附和化学去除。活性炭吸附属于前者，臭氧发生器、光触媒、植物提取液等都属于后者。活性炭吸附技术利用炭的吸收异昧、吸附有害气体的原理，很早以前就开始使用，第一次世界大战时期的防毒面具及非典时期的活性炭口罩都是其神奇效果的力证，其技术比较成熟、稳定，而且成本低廉，无毒副作用，对苯等挥发性有机物的吸附效果很好，不会产生二次污染。近年来，活性炭经过改良，提高了对甲醛等气体的吸附能力。可以说利用活性炭进行物理吸附是目前应用广泛、成熟、效果可靠、吸收物质种类多的一种方法。
    4．活性炭产品用于室内空气净化
    (1)活性炭过滤器
    活性炭过滤器(也称炭筒单元)采用颗粒活性炭或其他化学吸附材料，用于清除空气中的有毒、有害气体和异味。炭筒吸附能力强、性能可靠、安装与维护方便、运行费用低，适用于工业通风系统和舒适性中央空调。活性炭过滤器和空气调节设备及换气设备同时设置，可做以下几方面的处理：
    a．将污染外气吸人室内时得处理；
    b．将污染气体由室内排出室外时的处理；
    c室内发生的污染气体得处理(再循环方式)。上述中任何一个处理过程，在活性炭过滤器的前方都必须设置高效灰尘过滤器，以免活性炭过滤器因覆盖灰尘而失效。活性炭过滤器的过滤效果因处理对象、浓度、温度等条件不同而有区别。
    ①炭筒组合：炭筒安装在特制的框架上，若干炭筒组成一个过滤单元，再由若干单元拼装成活性炭过滤段。
    ②维护：炭筒的金属壳体可以重复使用，用户可自行更换活性炭，也可以将活性炭再生后反复使用。这种设计大大降低了用户的运行费用。
    ③再生：为延长炭筒的使用时间、降低运行费用，普通活性炭可以再生。再生的方法有水蒸气熏蒸、阳光暴晒等。
    ④吸附材料：柱状活性炭颗粒。对于普通炭难以吸附的化学污染物，需要使用改性炭。
    ⑤特制化学吸附材料：通过特殊工艺将化学催化剂、特制载体材料、高锰酸钾及其他核心吸附材料按一定比例复合制成的一种化学空气过滤器吸附材料。根据不同场合及废气物的含量，本吸附材料可以单独使用，也可与改性活性炭颗粒材料按比例混合使用。通过化学反应，可以有效地去除H：S、S02等有毒、有害气体及各种异味。
    表3-12是在(8×12×8)ft3(1ft--O 3048m)的两个同样构造的实验室内发生地同量臭气物质，其中一个实验室用活性炭过滤器脱臭，另一个实验室未采用任何空气净化设备。从图中可以明显地看到，用活性炭脱臭的效果很显著，强度指数减小l～2。
    在10 5mz的密闭室内安装风柜，在回风口处安装活性炭过滤装置，送风口距地面1 65m。用超声雾化器喷人适量的氨气或大肠杆菌悬液t在室内设置三个采样点，用纳氏比色法测定氨的浓度；用平面皿沉降法采细菌的样本，置于37'C环境中培养24h，计算菌落数，测试结果见表3 13(i一22℃，RH55％,p=1020kPa)。
    由表3—13可知，在开机0．5h后，就有很明显的去除氨和细菌的效果，开机时间越长，室内氨气和细菌量越少，保障了人们的身体健康。
    (2)微粒状活性炭薄膜用于室内空气净化滤器
    随着室内使用空气净化器的普及，人们更加希望能够提高它的性能，特别是希望能够迅速地净化生活空问内由吸烟之类所造成的污染，强烈要求有立即能达到净化效果的即效性空气净化器产品诞生。为了满足这种要求，作为必须的空气净化滤器的特性，要能进行大风量的处理，空气净化滤器的压力损失要小，且吸附气体的速度要快。减小粒径可以提高活性炭的吸附速率，但是当粒径小于500um时，操作性能非常差，同时压力损失也变大，普通活性炭的填充方式不能使用。作为操作性能卓越的空气净化滤器材料而开发出来的微粒状活性炭薄膜，是将吸附速率和压力损失在高水平上统一起来的可以作为空气净化滤器使用的产物。作为微粒状活性炭的粒径，可以根据使用目的，在粒径范围为100～500um的活性炭中任意选择；单位面积薄膜中的活性炭重量，可以根据使用目的，在50～300g／m0范围内任意设定。
    薄膜中的活性炭含量可高达80％的程度。如此成型的薄膜厚度为0 3～2mm，能进行褶皱成型加工，这是能够同时满足压力损失小、吸附速率快两个矛盾的性质，并能加工成空气净化滤器的一个重要的关键。微粒状活性炭薄膜经过褶皱加工，能够很容易地折叠成空气净化滤器开口面积的20～30倍程度的面积；能够把通过微粒状活性炭薄膜的线速度减少至空气净化。
    滤器面上风速的1／30～1／20。使用微粒状活性炭薄膜时，与除尘薄膜滤材积层而成的除尘脱臭复台薄膜相比，通过褶皱能够很容易地制造除尘机能与脱臭机能一体化的空气净化滤器。不仅降低成本，而且能有效地利用空气净化滤器的容积，同时还能提高除尘机能与脱臭机能。
    (3)新型室内空气净化器
    新型室内空气净化器的基本原理见图3—14。它由纤维过滤层和活性炭纳米Ti02复合光催化净化层组成。其中，纤维过滤层与一般空气过滤器的功能相似，主要用于去除室内空气中的固体颗粒污染物及附着于其上的微生物，活性炭一纳米Ti02复合光催化净化层用于去除挥发性有机物。所谓恬性炭一纳米Ti02复合光催化净化体，也即利用吸附剂活性炭与光催化剂纳米Ti02复合的方法，首先在支承体表面黏结活性炭形成吸附层，然后再将纳米Ti02负载在活性炭粉末颗粒上形成外层的光催化层，从而终形成纳米TiO2，涂附在活性炭表面形成薄壳型结构。由于通过光催化氧化反应，有机物可被分解为c02和H20，因而，支承体材料应具有较强的耐水性。另外，由于净化器直接安装于室内，为了避免噪声过大，所配风机的压头不可能太高，故要求空气经过净化材料时阻力不要太大。基于上述原因，采用一种新型的波纹纸板制作支承体。这种波纹纸板采用特种高分子材料与木浆纤维分子空间交联，并用高耐水材料粘接而成。支承体由一块块波纹纸板互相黏合而成，每相邻两块纸板的波纹错开一定角度，以增大被净化空气与净化体的接触面积，同时使空气在其中有良好的流动性。这种净化体独特的结构及复合方式使其具有以下特点：
    a合理的支承体几何形状，使其有较大的净化比表面积和较低的空气过流阻力损失
    b由于光催化剂Ti02处于外层，使得紫外光在没有遮挡的情况下直
    接作用于TiOz光催化剂上，实现了较高的光利用率；
    c．借助活性炭的吸附作用，对空气中极低浓度的樗染物进行快速的吸附净化和表面富集，加快了光催化降解反应的速率，抑制了中间产物的释放，提高了污染物完全氧化的速率；
    d Ti00的光催化作用促使被活性炭吸附的污染物向Ti00表面迁移，从而实现了活性炭的原位再生。
    这种新型室内空气净化器具有以下特点：
    a．净化效果好  由于采用活性炭纳米T102复合光催化技术净化挥发性有机污染物，因而净化效果得以显著改善；
    b.连续工作时间长  由于光催化净化层具有原位再生能力，因此无需更换，用户只需在一个月左右清洗一次纤维过滤网即可，使用起来非常方便；
    c．噪声小由于光催化净化体的空气流通阻力很小，因此，配用风机的压头很小，噪声较原有产品几乎不会增加。
    (4)改性活性炭吸附室内甲醛
    改性活性炭用于吸附甲醛气体的主要方法如下。
    a．活性炭原料放在氯化锌溶液中浸泡、烘干后，在氮气气氛中活化，得到的活性炭中亲水基团O H、c—O和c O明显增加，此种活性炭吸附甲醛量比普通活性炭高达1～2倍。
    b.用氧化剂将活性炭表面氧化，常用的氧化剂是30%双氧水和65％硝酸。其中，用30％双氧水氧化的活性碳纤维表面极性基团明显增加，吸附甲醛效果好于用65％硝酸氧化的恬性碳纤维。这可能是因为30%双氧水的氧化性较小，在增加表面极性基团的同时，把纤维的轴向纹理和沟槽等结构能保存下来。
    c.在氮气气氛中热处理恬性炭热处理后的活性炭的比表面积略有下降，微孔更加集中，含氧官能团羰基和羧基变化不大，而呈碱性的酚羟基明显下降而使活性炭表面碱性基团降低口。实验证明，经450℃恒温O.5h氮气热处理的活性炭对甲醛去除效果好。但此种方法处理复杂，成本较高。
    d.碳酸钠和亚硫酸氢钠溶液改性活性炭  碳酸钠可以改变活性炭的酸碱性和氧化性，激发其内表面能量；亚硫酸氢钠可以与甲醛反应生成a一羟基磺酸钠。恬性炭分别在饱和的碳酸钠和亚硫酸钠溶液中浸泡lh后，在70～80℃下干燥2～4h，即完成活性炭改性，其甲醛去除率可保持在60％以上。
    (5)活性碳纤维在净化室内空气中的应用
    活性碳纤维(ACF)具有优良的吸附性能，若再根据室内空气污染物的种类对其进行适当的化学改性，活性碳纤维在净化室内空气中的应用效果则更佳，其应用列举如下。
    ①空气净化网采用ACF对网状基材进行静电植绒，高强等人研制成功了可用于空调机、空气净化器的带高效吸附功能的空气净化网块。这种新型网块克服了粒状活性炭粉(GAC)喷涂对低浓度介质难以吸附及难以再生使用等缺点，是GAC空气净化网块理想的升级换代产品。
    以氨气为除臭对象，将渔网状GAC过滤网和ACF过滤网进行了对比试验。
    试验方法：将一定量的氨气注入(800×800×800)mm。的密封检测箱内，在检测箱内分别放人ACF过滤网和GAC过滤网，开启循环风机，经6h循环后，由100mL气体采样器采样，用氨气浓度检测管测定氨气的浓度，其结果如表3 14所示。
    从试验结果可以看出，ACF过滤网氨气去除率较GAC过滤网高，且再生性能明显优于GAC过滤网。
    ②吸附功能性纺织品利用活性碳纤维的高效吸附性能和吸附的广谱性，通过静电植绒工艺，将活性碳纤维短绒植在纺织品基材上，制成活性碳纤维静电植绒纺织品，用此可制成除臭、除味、遮光窗帘，用于室内、办公场所以及作为车内空气净化用品。
    ③净化空气遮光板净化空气遮光板是通过静电植绒的方法，将活性碳纤维植在覆有纳米级T[02光触媒物质的玻璃纤维网状基材上，将该网状材料安装在汽车的遮光板上，利用汽车空调产生的空气流动，使活性碳纤维吸附和除去有害气体，空气得以净化。
    (6)ACF表面改性在室内空气品质方面的应用
    ACF表面存在少量亲水性和含氧的官能团，极大地影响其吸附性能。
    通过对ACF表面简单的氧化(气相氧化或液相氧化)、氨化(800℃以下ACF与NH3反应)、氢化、碱化或高温(800～1000~C)处理后，可以改变其表面含氧、含氨官能团的数量以及亲、疏水性基团，便可增加对不同酸碱性气体的吸附能力，这在室内空气品质方面的应用较广泛。
    AcF通过本体或表面掺杂不同的金属粒子达到不同的改性目的。为赋予AcF抗菌的功能，目前主要的措施是载银。银的杀菌机理比较流行的观点是接触杀菌，当银与细菌等接触时，微量的银渗透到细菌体内，与细菌体内的蛋白质发生作用，其新陈代谢受阻以达到抗苗的目的。载银AcF中Ag的含量主要通过Ag的含量、Ag的颗粒大小、分散情况和抗菌性能来表征。狭小空间的恶臭污染的治理由于其嗅觉阈值比较小、分布比较分散，而成为室内空气治理的难题。通过负载金属盐类，改造AcF的纳米孔体系的微表面结构，可以增加对恶臭物质的亲和性，而且还可以促进其催化转化。通过cu溶液浸渍的方法，可制备高性能的消臭材料。在2 5％弱酸性cu(Ac)2溶液中，浸渍处理得到的cu2-AcF的cu的负载量比较大，而且分散性比较好。在cu2 AcF的制备过程中，炭石墨微晶遭到一定的破坏，纳米孔体系有一定的损失，表面微结构发生了变化，cu2 AcF的微孔体系表面均匀分散着超细的cu(Ac)2微粒。
    活性碳纤维在吸附挥发性有机物方面效果也很明显。当含vOcs的气  态混合物与AcF接触时，利用表面存在着未平衡的分子吸引力或化学键力，把混合气体中的VOcs组分吸附在AcF表面。
    众所周知，氮氧化物和一氧化碳气体是大气污染的主要物质，它们会引起光化学烟雾的形成，还会直接与生物体的血红朊结合而引起中毒。某些特殊室内空气中氮氧化物和一氧化碳气体含量超标，吸附除去或催化转化氮氧化物和一氧化碳是重要的治理手段。中山大学材料所使用负载铜一钴的活性碳纤维催化还原No(NHa为还原剂)已经取得较好的效果。同时，中山大学材料科学研究所符若文等人采用浸渍法制备了钯和铜化合物为主的系列金属基括性碳纤维，用气相色谱等手段对所制金属基活性碳纤维对N0和co的吸附和催化性能进行了研究。实验结果表明，负载二价钯的活性碳纤维对cO有突出的吸附能力。随着钯负载量的增大，样品对cO的吸附容量增加，动态吸附穿透时间延长。采用铜／钯混合物负载比用单组分钯可提高对cO的动态吸附效率，节省钯的用量。经400℃热处理的负载钯活性碳纤维在300℃以上的催化温度，对c0／N0混合气体有很高的催化转化率，在适宜条件下达100％。
    在脱除NO，方面，由于No的临界温度为180K，所以在室温下，它是超临界气体；而N02的沸点是294K，所以很少的微孔物质可以吸附No2K，Kane等人在活性碳纤维上负载aFeooH、口一FeOOH或以H2s04氧化改性有效地提高了材料对NO等无机气体的吸附。天津大学傅志强等人以  vAcF为载体沉积了超细氢氧化铁制备的VAcF／a—FeOOH复合炭吸附材料，通过大量的性能试验，结果表明VAcF／a—FeOOH对低浓度的N02气体的吸附速率快，吸附容量大，吸附效率高，连续吸附No气体达47h才穿透，穿透容量是vAcF的3倍，而且吸附效率高达99 4％。在N02气体浓度超标的车间、实验室等场所使用该种吸附材料，能大量降低N02的浓度，达到净化空气的目的。中山大学材料科学研究所陆耘等人在铜系和镍系AcF催化剂研究的基础上，进一步研究了铜钴复台型AcF催化剂对No2的催化还原作用，系统地研究了复合催化剂的制备方法、反应条件等对催化剂活性的影响，实验结果表明，cu(N03)2 c0(N03)2一AcF复合催化剂两种组分有协同效应，它与单组分催化剂相比，不仅具有更高的催化还原N0的活性，NO转化率可高达94％，而且温度适应范围广，催化剂寿命长。

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