復合型空氣凈化材料性能實驗研究

楊曉平

摘要：隨著社會經濟發展和人類生活水平的提高，人們對生活環境質量要求越來越高，空氣質量直接關系人類的生活質量和身心健康。室內空氣污染成為人體接觸環境污染造成健康危害的主要因素之一。在室內空氣凈化領域，單一的凈化濾材對有害氣體凈化效果不理想，所以復合型空氣凈化材料應運而生，其性能實驗研究意義重大，本文通過實驗測試數據對比分析單一濾材與復合濾材的過濾性能，為室內空氣凈化器及商用凈化設備開發設計提供參考和技術支持。

Abstract： With the development of social economy and human living standard， the demand of living environment quality is more higher， Air quality is directly related to human life quality and physical and mental health. Indoor air pollution has become one of the main health hazards. Single purification filter is not ideal for the purification， so composite air purification materials are produced recently. The experimental study of its performance is very important. In this paper， the filtration performance of single filter and composite filter is compared by experimental data. It could provide reference and technical support for the development and design of indoor air purifier and commercial purification equipment

關鍵詞：復合材料;透氣率;過濾效率;空氣凈化

Key words： composite material;air permeability;filtration efficiency;air purification

中圖分類號：TB33 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2019）27-0207-02

0 ?引言

室內環境污染源包括甲醛、苯、室內總揮發性有機物TVOC、氨氣以及微量放射性元素等有害氣體。室內環境污染日益嚴重，威脅程度逐漸加深。大量的室內空氣凈化方法及理論被提出，市場上出現各種類型的凈化材料，按照凈化原理以及材料性質大致可分為四類：物理凈化材料、化學凈化材料、生物凈化材料以及近年流行起來的復合凈化材料。不同的材料復合形成的空氣凈化器濾芯可以進一步改善室內空氣的凈化效果，人們在購買濾芯的時候也主要關注于復合化、集成化的空氣過濾器產品，有效凈化室內空氣，提高空氣質量。本文將熔噴類復合材料、針刺類復合材料、水刺布類復合材料與單一成分的濾料進行實驗測試分析。如圖1所示為空氣過濾器濾料綜合性能測試臺，圖2為濾料測試數據采集顯示界面。

1 ?復合型空氣濾材性能測試條件及對象

本實驗濾料性能測試采用美標IEST-RP-CC021.3的測試方法進行效率阻力測試，檢測儀器為粒子計數器，粒徑檔位為0.1-0.2um、0.2-0.3um、0.3-0.5um。測試用塵源為氣溶膠DEHS，鈉鹽（2%NaCl溶液），溫度25℃，濕度為50%，氣流流量為32L/min的測試條件下進行。測試面積均為100cm2。

本次實驗選取常規非織造過濾材料進行過濾效率測試，根據空氣濾料的復合制造工藝，目前市場上較為典型的有水刺布類過濾材料以及熔噴類過濾材料。S表示水刺布類，R表示熔噴類。樣品S1為水刺布單一材料，S2為水刺布單層覆膜材料，S3為水刺布雙層覆膜材料。R1為熔噴布，R2為熔噴復合基浸布，R3為熔噴+針刺+紡粘布復合。

2 ?實驗測試結果分析與討論

由圖4測試結果可知，水刺布單一無復合S1的過濾效率明顯不如復合類S2、S3的過濾效率，S2與S3對比，復合程度越高其過濾效率在同等條件下越高。同樣，由圖5測試結果可判斷，熔噴類單一無復合R1過濾效率不及復合類R2、R3。變化規律與水刺布復合材料相同。從過濾阻力的角度分析，由圖6可以發現，無復合類材料的過濾阻力明顯低于復合類濾材，覆膜后過濾層數增加了，阻力明顯加大了，對風機的能量損耗也隨之加大，透氣度變差。 另外，對于濾材本身來講，由圖4、圖5可知：S1、S2、S3、R1、R2、R3自身的過濾效率在不同粒徑0.1-0.2um、0.2-0.3um、0.3-0.5um條件下，過濾效率逐漸增大，對塵埃粒子的有效過濾加強。

3 ?結論

市場上常見的物理凈化材料主要的凈化原理是對污染物進行物理吸附，其凈化材料偏向于強吸附性質，譬如活性炭材料，但是其缺點是見效慢，易于吸附飽和而最終達不到凈化功能?；瘜W類凈化材料主要是指采用氧化還原離子交換以及光催化等化學變化技術而生產出來的凈化濾材，譬如光觸媒（光催化劑）其優點是光催化活性高、化學性質穩定、氧化還原性強、成本低等。生物類濾材其凈化原理是利用生物對空氣中的污染物能夠進行氧化分解，從而消除污染物凈化空氣，目前主要研究方向是綠植、微生物、以及酶制劑分解有害的有機物，起降解消除作用，生物酶凈化目前正處于研究初期。將物理凈化、化學凈化以及生物凈化有機結合，利用各自的優點，發揮其長處，對室內空氣凈化將會有很大的改善和提升，例如將活性炭結合光觸媒形成的新型復合材料，將無毒無害的生物酶制劑附著在常規凈化材料后，可降解氣體中的有機物含量，沒有二次污染，綠色環保。生物酶復合材料將成為綠色環保凈化材料。

由此可見，室內空氣凈化材料的研究側重點將會逐步放在復合型過濾材料上，復合濾材在空氣凈化效果上明顯優于單一濾材，可以滿足空氣潔凈度要求更高的無塵車間，精密儀器制造萬級潔凈工作間，改善居住和工作環境等等，發展前景廣闊。

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