吸附材料對VOC凈化性能研究

鄧俊杰,胡雋雋,單丹丹,程健

(安徽江淮汽車集團股份有限公司技術中心，安徽合肥 230601)

0 引言

車內VOC(Volatile Organic Compounds)對駕乘人員健康存在不利[1]。對于車內散發的苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯、甲醛、乙醛、丙烯醛8項有害物質，我國已制定GB/T 27630-2011《乘用車內空氣質量評價指南》(強標修訂中)進行管控[2]；車輛在放置較長時間內VOC仍會進行集聚[3]，因此如何對已揮發的VOC進行凈化研究具有重要意義，但此方面的研究較少[4-5]。作者采用活性炭纖維布和硅膠吸附墊兩種材料對整車及含額定揮發物質的采樣袋中VOC凈化效果進行研究，探索改善VOC新方法。

1 實驗部分

1.1 原材料

所用原材料包括：活性炭纖維布(32 cm×25 cm)，市售；硅膠吸附墊，市售；苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯、甲醛、乙醛，色譜純。

1.2 主要儀器設備

所用主要儀器設備包括：離子分子反應質譜儀(簡稱快檢設備)，北京帕莫瑞科技有限公司生產；氣相色譜質譜聯用儀(GC-MS)和高效液相色譜儀(HPLC)，安捷倫科技有限公司生產；整車VOC環境艙和零部件VOC環境艙，東莞市升微機電設備科技有限公司生產；2 000 L袋子，寧波環測實驗器材有限公司生產。

1.3 凈化研究實驗過程

整車VOC凈化研究過程。參考HJ/T 400-2007《車內揮發性有機物和醛酮類物質采樣測定方法》，在整車VOC環境艙中采用快檢設備對車內VOC進行實時監控，密閉16 h車內散發物質基本穩定，然后迅速在車內前排座椅分別放置吸附材料，研究密閉6 h后吸附材料對整車的凈化效果。

額定VOC凈化研究過程。將苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯、甲醛、乙醛按照特定濃度制備混合液，注入3個2 000 L袋子中，對比見表1，在25 ℃條件零部件VOC環境艙密閉16 h，采用GC-MS和HPLC對VOC濃度進行測定，研究吸附材料對額定揮發物質的凈化效果。

表1 額定揮發物凈化研究對比說明

2 結果與討論

2.1 整車VOC凈化結果

從表2可以看出：活性炭纖維布對苯系物凈化性能較好，其中苯凈化效率達40%、甲苯、乙苯+二甲苯凈化效率為10%，這是由于活性炭纖維布經有機纖維碳化和活化，比表面積大、孔徑小，具有較快的吸附效率和吸附容量；硅膠吸附墊對醛類物質凈化性能較好，其中甲醛凈化效率達56%，乙醛凈化效率為10%，同時也可凈化苯系物，甲苯凈化效率為6.7%，乙苯+二甲苯凈化效率達10.8%，這是由于硅膠吸附墊經改性后可控制孔徑分布和孔容等，吸附性強且可選擇性凈化。

表2 吸附材料對整車VOC的凈化試驗結果

備注：離子分子反應質譜儀是通過氣體分子間不同質荷比來快速準確檢測，由于乙苯、二甲苯分子量相同，電離后無法區分，以總揮發濃度計算。

2.2 額定VOC凈化結果

從表3可以看出：活性炭纖維布對苯系物和醛類物質都具有較好的凈化效果，其中苯系物凈化效率達90%以上，醛類物質凈化效率為100%；硅膠吸附墊對苯系物和醛類物質也具有明顯的凈化作用，其中苯系物凈化效率達80%以上，醛類物質凈化效率為100%。

表3 吸附材料對額定VOC的凈化試驗結果

備注：N.D.代表未檢出。

對比表2和表3可以看出：活性炭纖維布和硅膠吸附墊對VOC都具有明顯的凈化效果，其中兩種吸附材料的實車凈化效果明顯低于額定VOC條件下的凈化效果，這是由于整車凈化驗證時車內VOC持續散發，若吸附材料對整車具有凈化效果，需吸附材料實時凈化的VOC含量要大于車內部件散發的VOC含量。

3 結論

(1)整車VOC凈化驗證中活性炭纖維布對苯系物具有較好的吸附效果，硅膠吸附墊對醛類物質具有較好的凈化效果；

(2)額定VOC凈化驗證中活性炭纖維布和硅膠吸附墊兩種吸附材料對VOC都具有凈化效果；

(3)活性炭纖維布和硅膠吸附墊均可作為凈化VOC的有效新方案。

參考文獻:

[1]陳小開．車內揮發性有機物污染的分析評價及吸附光催化研究[D]．長沙：湖南大學，2011.

[2]葛蘊珊．車內空氣質量標準進展[J]．汽車與安全，2016(5)：156-157.

[3]張傳楨，葛蘊珊，劉琳琳．溫度對新車車內污染物的研究分析[C]//2016中國汽車工程學會年會論文集.上海，2016：84-87.

[4]朱振宇，徐樹杰，崔晨,等．車內空氣凈化方式研究分析[J]．時代汽車，2016(12)：50-51.

[5]薛振榮．某活性炭纖維氈對整車VOC凈化效果的研究[J]．汽車工業研究，2017(4)：50-53.