甲醛去除方法對比分析

葉彩華

（漳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，福建漳州 363000）

甲醛在室內(nèi)裝修中是常見的空氣污染，因具有較大的危害，為了保證人體健康，需要采取有效的方法去除甲醛。分析產(chǎn)生甲醛的原因，主要是室內(nèi)裝修過程中，未能嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量[1]。室內(nèi)裝修質(zhì)量在不斷變化的社會發(fā)展中，擁有了不同的要求，安全、環(huán)保、節(jié)能等裝修要求的出現(xiàn)，需要更加嚴(yán)格處理室內(nèi)空氣污染問題，提高治理水平。目前，甲醛在室內(nèi)裝修中被稱為“第一殺手”，需要嚴(yán)格控制。相關(guān)數(shù)據(jù)表明[2]，我國不同城市中的室內(nèi)裝修均普遍存在甲醛含量超標(biāo)的現(xiàn)象，對比國家標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，甲醛濃度超標(biāo)嚴(yán)重，甚至是超標(biāo)數(shù)倍。所以，室內(nèi)裝修中要積極采取有效的甲醛去除方法，避免產(chǎn)生 危害。

1 材料和方法

1.1 材料和試劑

試劑主要為國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn)的酚試劑、硫酸鐵銨、甲醛標(biāo)準(zhǔn)溶液；使用的材料主要包括：活性炭吸附法中需要使用的活性炭（賽龍能源有限公司監(jiān)制）、光催化氧化法中需要使用的納米光觸媒玻璃板，購入 A、B兩塊（購自網(wǎng)絡(luò)不同品牌）、植物凈化法中需要使用的鵝掌柴、吊蘭和蘆薈（各三盆）。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備

采用渡揚(yáng)精密儀器（上海）有限公司生產(chǎn)的可見分光光度計(jì)，型號為723N。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

定做一個透明的玻璃倉，長為35cm、寬為35cm、高為50cm，該玻璃倉底部處于封閉狀態(tài)，上方遮蓋玻璃板要能打開。然后于玻璃倉底部，滴入甲醛（濃度較高），實(shí)現(xiàn)對室內(nèi)甲醛污染環(huán)境的模擬。

1.3.1 自然通風(fēng)法

制作3個列好編號順序的透明玻璃倉（①、②、③），將準(zhǔn)備好的甲醛溶液進(jìn)行等量劃分，分別滴入透明玻璃倉。然后設(shè)置對照組（①號玻璃倉），保持密閉（整個實(shí)驗(yàn)過程）。將②號玻璃倉的玻璃罩進(jìn)行移動，停止移動的位置為邊緣6cm處，保留通風(fēng)面積，約為0.021m2，通風(fēng)時長在整個實(shí)驗(yàn)過程中大概為2h。經(jīng)過5h靜置，取樣（大氣取樣器），測定甲醛含量。測量方法為酚醛試劑分光光度法，測量次數(shù)為3次。

1.3.2 活性炭吸附法

制作4個列好編號順序的透明玻璃倉（①、②、③、④），于玻璃倉中心將等量劃分的甲醛溶液滴入，開始實(shí)驗(yàn)。將①號玻璃倉，不放置活性炭作為對照組。其他3個玻璃倉內(nèi)放置活性炭g數(shù)分別為50g、100g和200g，對不同活性炭含量的玻璃倉甲醛濃度進(jìn)行測量。測量方法為酚醛試劑分光光度法，測量時間不同，測量次數(shù)為3次。

1.3.3 植物凈化法

制作4個列好編號順序的透明玻璃倉（①、②、③、④），將準(zhǔn)備好的甲醛溶液進(jìn)行等量劃分，分別滴入透明玻璃倉。設(shè)置對照組（①號玻璃倉），不放苗。將②號玻璃倉內(nèi)放置蘆薈，將③號玻璃倉內(nèi)放置吊蘭，將④號玻璃倉內(nèi)放置鵝掌，測量玻璃倉內(nèi)甲醛含量。測量方法為酚醛試劑分光光度法，測量時間為5h、8h等，測量次數(shù)為3次。

1.3.4 光催化氧化法

制作3個列好編號順序的透明玻璃倉（①、②、③），將準(zhǔn)備好的甲醛溶液進(jìn)行等量劃分，分別滴入透明玻璃倉。玻璃倉的放置，必須保證陽光充足和通風(fēng)，恒溫狀態(tài)。然后設(shè)置對照組（①號玻璃倉），置入表面無光觸媒的玻璃板（規(guī)格統(tǒng)一），置入位置為中心。在另外2個玻璃倉的中心位置分別置入表面涂有光觸媒 A的玻璃板和表面涂有光觸媒B的玻璃板。采用酚類試劑檢測法，重復(fù)3次。

2 結(jié)果

2.1 自然通風(fēng)法對甲醛的去除能力

自然通風(fēng)法包括持續(xù)通風(fēng)和間歇通風(fēng)，分別進(jìn)行模擬，去甲醛的效果如圖1所示。

圖1 植物凈化甲醛效果

圖1 活性炭去除甲醛效果

圖1 自然通風(fēng)法對室內(nèi)甲醛的去除效果

①號玻璃倉，是對照組，處于密閉狀態(tài)，玻璃倉內(nèi)的甲醛含量未發(fā)生變化。而另外2個玻璃倉的甲醛含量明顯變化，均有所下降，其中，前3h內(nèi)，②號玻璃倉甲醛濃度下降速度比較快，甲醛濃度為0.08mg/m3，按照國家室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)限值（0.1mg/m3）計(jì)算[3]，可列為安全。持續(xù)通風(fēng)，8 h左右再次測量甲醛濃度，數(shù)值下降為0.03mg/m3，基本穩(wěn)定。實(shí)驗(yàn)前，初始甲醛濃度為0.38mg/m3，對比兩組數(shù)據(jù)可知，甲醛去除效果較好，有效率為92.1%。對比②號玻璃倉來說，③號玻璃倉的甲醛去除效果略差。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，檢測③號玻璃倉的甲醛濃度時，3h后仍0.36mg/m3，數(shù)值較高。相對于初始數(shù)值，下降范圍僅為5.3%。不過3h后，下降速度明顯增長，至5h后甲醛濃度檢測值為0.29mg/m3，效果較好。持續(xù)通風(fēng)8h后，甲醛濃度檢測值為0.23mg/m3。以室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)限值為基礎(chǔ)，在環(huán)境初始濃度0.38mg/m3的條件下，間歇通風(fēng)去除甲醛，去除率為39.5%，甲醛濃度超出2倍，質(zhì)量不合格。所以，自然通風(fēng)去除室內(nèi)裝修后的甲醛污染，因效果較好可廣泛應(yīng)用。不過實(shí)驗(yàn)可知，為保證去除效果，需要嚴(yán)格控制通風(fēng)時間和通風(fēng)量。

2.2 活性炭吸附法對甲醛的去除能力

活性炭吸附法去除甲醛的效果如圖2所示。

甲醛濃度下降較低的是①號玻璃倉，因處于密封狀態(tài)所以下降較少。②號玻璃倉甲醛濃度雖然有所下降，但是下降范圍較少，低于①號玻璃倉對照組，相對來說③號玻璃倉的甲醛濃度下降數(shù)值比較明顯，高于另外兩組。③號玻璃倉48h后的甲醛濃度檢測數(shù)值為0.20mg/m3，去除率為47.4%。④號相對于②、③號玻璃倉來說，甲醛濃度明顯下降范圍更大，8h后已達(dá)到0.21mg/m3，24h后數(shù)值下降至0.12mg/m3，去除率為68.4%。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)36～48h后，甲醛去除效果更好，去除率高達(dá)84.2%，數(shù)值基本穩(wěn)定在0.06mg/m3。總結(jié)實(shí)驗(yàn)可知，去甲醛應(yīng)用活性炭吸附法，需要有效控制活性炭的用量，保證活性炭的數(shù)量，并定期更換才能取得較好效果。

2.3 植物凈化法對甲醛的去除能力

植物凈化法去除甲醛效果如圖3所示。

根據(jù)圖3，植物凈化甲醛中的3種植物均能去除甲醛，其中鵝掌柴的甲醛去除效果最好，其次是吊蘭，最后則是蘆薈。鵝掌柴的最高甲醛去除率為80%，去除效果最明顯的時間段在8h后。雖然仍然殘留少量的甲醛，隨著凈化時間的增加依然有所下降，至24h逐漸穩(wěn)定；吊蘭去甲醛效果排在中間，甲醛去除效果也還可以；蘆薈的去甲醛效果最差，去除率約為75%。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)分析可知，這3種植物均未出現(xiàn)明顯的危害，不過在凈化甲醛的過程中，即使應(yīng)用具有最強(qiáng)凈化力的鵝掌柴，也需要3d左右的凈化時間，而現(xiàn)實(shí)生活中去除室內(nèi)甲醛的話，覆蓋率不足很難實(shí)現(xiàn)較好的凈化效果。因此，應(yīng)用植物凈化法，需要考慮凈化周期。

2.4 光催化氧化法對甲醛的去除能力

光催化氧化法去除甲醛效果如圖4所示。

圖4 光觸媒去除甲醛效果

經(jīng)過實(shí)驗(yàn)可知，排出對照組，另外兩個玻璃倉內(nèi)的甲醛濃度均明顯下降，其中8h內(nèi)②號玻璃倉就可達(dá)到50%的甲醛去除率，③號玻璃倉可達(dá)到36.8%的甲醛去除率。持續(xù)觀察甲醛濃度變化情況，8～24h和32～48h之間未發(fā)生變化。分析未發(fā)生變化的原因，主要是缺乏自然光照，光觸媒不能對玻璃倉的甲醛進(jìn)行降解。在48h后，②號玻璃倉和③號玻璃倉內(nèi)甲醛濃度均明顯下降，數(shù)值分別為0.03mg/m3和0.09mg/m3，甲醛去除率分別為92.1%和76.3%。通過本次實(shí)驗(yàn)可知，應(yīng)用光催化氧化去除法去除甲醛，需要有可見光才能發(fā)揮光觸媒的光解作用。

3 討論

經(jīng)過對不同的甲醛去除方法進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，因原理不同，甲醛凈化效果也明顯存在差異。由于作用的原理和方式不同，凈化產(chǎn)物也不同，去除效果也有較大差異。為了方便快捷，很多室內(nèi)污染處理會采用甲醛凈化劑產(chǎn)品，雖然對甲醛有一定的去除作用，但有效期較短，為7～10d，易反彈[4]。另外，為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保的要求，還有部分裝修公司采用甲醛凈化器產(chǎn)品，多為化學(xué)物質(zhì)如硫酸鹽、氨類、尿素等，相對于凈化劑產(chǎn)品，能夠在一定程度上抑制反彈。一些化學(xué)清潔劑多用于甲醛凈化劑產(chǎn)品中，可與甲醛、硫酸鹽、氨水、尿素等反應(yīng)，會產(chǎn)生不穩(wěn)定的甲醛，并在一定程度上造成甲醛反彈[5-6]。而本研究中所使用的甲醛去除方法，相對來說，更加符合安全、環(huán)保和節(jié)能的裝修要求。

本文對常用的幾種甲醛去除方法進(jìn)行模擬，對比其甲醛去除效果。總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，這幾種方法甲醛去除有效率最高的是自然通風(fēng)法，然后是光催化氧化法、活性炭吸附法、植物凈化法。經(jīng)過8h的持續(xù)通風(fēng)后，檢測甲醛濃度相比初始數(shù)值下降范圍高達(dá)92.1%；若使用光觸媒產(chǎn)品，在保證可見光照射的條件下，8h內(nèi)甲醛去除率約為50%；相對其他方法來說，使用植物凈化法或者活性炭吸附法去除甲醛，需要更長的凈化周期。分析不同甲醛去除方法的優(yōu)缺點(diǎn)，自然通風(fēng)的優(yōu)勢很明顯，具有最好的甲醛去除效果，但是會受到通風(fēng)量和時間的限制；而活性炭吸附法也會受到活性炭放置數(shù)量的影響，需要定期更換；植物凈化法中的三種植物都能凈化甲醛，但是需要較大的覆蓋率；而光觸媒產(chǎn)品去除甲醛需要充足的光照條件。

4 結(jié)束語

所有的甲醛去除方法都存在一定的優(yōu)缺點(diǎn)，甲醛去除效率也各不相同，會受到時間、數(shù)量、光照等條件的限制，需要合理選擇應(yīng)用。