为了测试沸石吸附剂对室内空气中甲醛的去除效果,采用动态方法测试了光触媒沸石芯片和非崩解型沸石颗粒对甲醛的去除性能,以便将这种方法用于室内环境空气治理。

一、背景阐述

2002年,我国正式颁布了第一部室内空气质量标准《室内空气质量标准》,规定居室中甲醛的浓度不应超过0.1mg/m3。但是,室内甲醛的来源是多种多样的,它不仅包含连续释放甲醛的、采用复合板材制造而成的家具和建筑材料,还有由于抽烟、室内燃烧导致不连续的甲醛释放。甲醛也可能是由于室内不饱和的有机挥发物(VOCs)的氧化所引起。这些污染源对于甲醛的释放可以达到3~15年。

目前,通常使用频率最高的室内甲醛处理方法是使用吸附的方法。光催化氧化法以其能耗低,操作简便,常温常压下即可反应,能有效地将有机污染物转化为CO2和H2O等小分子,避免了二次污染,近年来得到了推广使用。研究人员对两种沸石吸附材料进行了甲醛去除效果的评价试验,一种是添加光催化功能的吸附剂,一种是单纯的吸附剂。利用自制的动态气体测试装置,测试光催化产品的去除性能,并进行去除性能的稳定性考核,进而评价使用沸石吸附剂去除甲醛的可行性和应用前景。

二、测试材料和测试方法

添加了光触媒的沸石芯片是以天然沸石芯片为载体,负载掺杂改性纳米TiO2,以一方面利用沸石芯片对甲醛的高吸附性能,一方面利用光催化剂纳米粒子在一定波长的光线照射下,受激发生成空穴电子对,空穴分解催化剂表面吸附的水,产生氢氧自由基,电子使周围的氧还原成活性离子氧,对甲醛等有害气体具备极强的氧化-还原作用。非崩解型沸石颗粒对沸石采用Fe(OH)3,NaHCO3等碱性物质进行碱法扩孔,可增加沸石的内表面积,从而提高沸石除味剂对极性分子的吸附性,使去甲醛效果增加;少量稀土元素与硼砂的添加,也大大提高沸石的除甲醛效果。

动态法测试沸石吸附剂净化室内甲醛的性能-国投盛世

三、结果与讨论

将两种沸石吸附剂均在避光条件下,吸附同样初始浓度的甲醛气体(浓度为12.5mg/m3),则两种沸石吸附剂对于甲醛的去除效果结果如图2所示。

动态法测试沸石吸附剂净化室内甲醛的性能-国投盛世

由图2可以看出,两种吸附剂对于甲醛的去除存在一定的波动。这主要因为一是甲醛输入装置受外界条件影响,存在波动;二是甲醛气体中输入装置产生的水雾影响吸附效果;三是吸附剂本身对甲醛的去除速率随时间变化,不是一个定值。在图2中,两种沸石吸附剂都对空气中的甲醛气体具有明显的吸附效果。非崩解型沸石颗粒的吸附效果要优于光触媒沸石芯片。光触媒型沸石芯片没有经过以天然沸石为基质,在沸石表面涂覆光催化剂制成;非崩解型沸石颗粒是对天然沸石进行了改性处理。在不考虑光照催化作用的因素下,非崩解型沸石颗粒的吸附效果要优于光触媒型沸石芯片,经过改性处理的沸石对甲醛气体有良好的吸附作用。