空氣凈化用甲醛清除劑凈化性能研究

胡朋舉，劉兵兵，康全影，耿曉紅

(國家環保產品質量檢驗檢測中心，河北 石家莊 050200)

1 引言

近年來隨著人們健康意識的增強，室內環境治理行業有了長足發展，刺激了家用甲醛清除劑產品市場的繁榮，逐漸形成了研發、生產、銷售、服務一體化的產業鏈，行業市場保持穩定增長的態勢[1]。目前市售的甲醛清除劑，根據作用原理不同可分為物理清除劑、化學清除劑、生物清除劑等。形狀分為固態和液態2種，其中光觸媒、生物酶、天然提取物的產品較多[2]。

物理清除劑多是對多孔物質進行改性后的產品，如活性炭改性產品。生物清除劑是利用生物提取物對甲醛進行生物分解的產品。化學清除技術主要分為2種：催化分解技術和化合反應技術[3]。①催化分解技術使用的催化材料通常是由填滿電子的低能價帶和空的高能導帶構成。在一定條件下，催化材料中的電子被激發、躍遷、轉移至半導體催化劑表面，使催化劑具有強氧化性或者強還原性，與吸附的甲醛發生氧化還原反應，達到除甲醛的作用；②易與甲醛發生反應的化合物主要包括4類，分別是能氧化甲醛的氧化劑、氨的衍生物、具有次甲基活潑氫的化合物和還原劑。在目前多種多樣的甲醛凈化技術中，光觸媒材料效果相對穩定，應用比較廣泛。

目前市場上銷售的甲醛凈化用產品往往標稱對甲醛污染物的去除效果很好，卻不提供檢測條件、產品用量、實驗時間等關鍵信息，對普通消費者容易產生誤導，不利于甲醛凈化用產品的創新和發展。本文通過對市售 60 批次空氣凈化用甲醛清除劑的甲醛凈化性能(以 24 h甲醛去除率表示)進行測試，并分析了檢驗結果反映出來的產品質量狀況，為消費者提供參考依據。

2 樣品采集

為了客觀反映空氣凈化用活性炭產品實際質量狀況，確保樣品的有效性和代表性，選擇在網絡平臺購買和市場實體購買的方式采集樣品。 本次采集樣品60 批次，市場實體購買 4 批次，網絡平臺 56 批次，樣品產地涉及北京、上海、河北、浙江、江蘇、廣東、山東等省市，以及日本、美國、澳大利亞等國家。

3 實驗部分

3.1 實驗方法

目前， 我國尚未有標準對空氣凈化用產品的質量進行要求，氣態污染物去除率的采樣和計算分析依據 QB/T 2761-2006《室內空氣凈化產品凈化效果測定方法》，甲醛的檢測方法按 GB/T 18204.2-2014《公共場所衛生檢驗方法第2部分：化學因素》中7.2酚試劑分光光度法進行。

3.2 儀器與藥品

UV-2600 雙光束紫外可見分光光度計(島津公司)；環境實驗艙(1 m3)；氣體采樣管；空氣采樣器：嶗應2050型/智能TSP綜合采樣器；酚試劑吸收原液配置(1g/L)：稱量0.1g酚試劑置于100 mL容量瓶中，用水溶解后定容；吸收液配置(0.05 g/L)：取5 mL吸收原液置于100 mL 容量瓶中，用水定容至刻度線；硫酸鐵銨溶液：10 g/L；甲醛標準溶液：1 μg/mL。

3.3 實驗過程

用空氣試驗艙的方法模擬實際居住環境，進行測試凈化產品去除氣體污染物質的濃度。將凈化材料噴 (涂)在3張1 m2的基紙上(要求為惰性材料)分別將凈化材料噴 (涂)3遍 (用小型噴霧泵盡量噴涂成細霧狀)。噴涂第1遍晾干后再噴第2遍，第2遍晾干后再噴涂第3遍 (涂刷式材料用量200 g，噴涂式材料用量100 g)。將噴 (涂)好的樣品置于2個空氣試驗艙 (A為空白艙，B為樣品艙)中，同時將濃度為 0.2%的甲醛釋放源置于艙內，密閉24 h，進行測試凈化產品去除甲醛污染物的濃度。試驗條件在常溫常壓下進行。

4 實驗結果

目前，我國尚未有標準對空氣凈化用產品的質量進行要求。本次產品質量檢測以甲醛24 h去除率大于80%為合格判定標準。60 批次樣品的甲醛24 h去除率和數據見表 1。

表1 甲醛 24 h 去除率

通過線上途徑購買54(序號7～60)批次，其中7批次產品不合格，甲醛去除率<80%。占線上途徑購買樣品的13.0 %。線下主要通過超市、專賣店購買6(序號1～6)批次產品，無不合格產品檢出。60批次樣品中發現的不合格產品均為液態噴涂類，其中3批次為含二氧化鈦光觸媒類產品，2批次為生物酶類產品，2批次為含氨基化合物類產品。

5 結論與建議

5.1 結論

根據凈化原理分析其原因，光觸媒類產品需要在特定波長光源照射下才能被激發釋放活化基團，較好發揮作用，且不同原材料的激發波長不同。本次調查為客觀反映產品質量狀況，并且考慮日常使用條件，試驗過程中均采用普通日光燈照射，不合格的3批次產品可能存在有效波長光源較少的情況，導致其作用效果下降[4]。此外，若配比不適，光觸媒類產品內的納米粒子會發生團聚現象，導致有效納米粒子含量降低，同樣會抑制其發揮作用。

2批次生物酶類不合格產品中，1批次標稱為改進型生物酶，另外1批次標稱為植物萃取生物酶。雖然生物酶催化效率是傳統無機催化劑的107～1013倍，但生物酶發生作用需要特定的溫濕度和pH值環境，受使用環境影響較大，若使用環境達不到理想狀態，產品性能易受到抑制[5]。本次調查試驗過程均在相同的實驗條件下進行，接近日常使用環境，可能未達到個別產品的最佳使用條件。

用于甲醛凈化的含氨基化合物多為高聚物，分子中含有大量氨基，通過與空氣中的甲醛發生縮合反應達到凈化空氣的目的。本次調查中，2批次此類產品檢出不合格，2批次產品均帶有芳香氣味，標稱除甲醛的同時具備清新空氣的作用，且標稱成分較為復雜，含有香精、增溶劑、聚丙烯酰等多種物質，為復合型產品，甲醛凈化不作為單一功能，與其他專用于除甲醛的產品相比，其效果相對較差[6]。

5.2 建議

相對于快速發展的空氣凈化產品行業，空氣凈化產品的相關標準相對滯后，尤其是被動式室內空氣凈化產品的標準體系亟待更新和完善。目前現行國家和行業標準中尚未有針對被動式凈化產品凈化效果評價的相關標準和規范要求[7,8]。目前我國關于被動式室內凈化產品的相關標準主要有：《室內空氣凈化產品凈化效果測定方法》(QB/T 2761—2006)、《室內空氣凈化涂覆材料凈化性能》(JC/T1074—2008)、《光催化空氣凈化材料性能測試方法》(GB/T 23761—2009)，綜合這些標準主要針對產品去除率檢測方法的描述，不能夠客觀地反應出凈化產品清除甲醛污染物的能力，因而為了科學地評估該類產品的凈化效果，選取合適的測試指標并建立一種較全面和客觀的測試方法勢在必行[9,10]。

消費者在選購產品時通常會考慮以下問題：產品的去除效果怎么樣；對于一定污染濃度的房間，在使用產品后多久可以將室內污染物降至標準限值以下；產品何時需要更換等問題，這就涉及產品去除效果、使用壽命或飽和吸附量的問題。而現行標準主要是對污染物去除效率及其方法的描述，但是單純使用去除效率來評判產品的凈化效果較片面，同時在消費者使用時的指導意義也不強[14～16]。目前我國還未發布針對被動式甲醛凈化產品使用效果綜合評價的相關標準，亟需制定規范性標準，以填補該行業的空白。