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活性氧化铝复合材料在空气净化器中对甲醛的降解性能

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20I 8年第1期 广 东 化 工 H f gdchcm.120111 l 7 第45卷总第363期 活性氧化铝复合材料在空气净化器中对甲醛的降解 性能 徐伟明 ,胡朝霞 ,袁定胜 (1. 南人 化学 j材料学院,广东广州510632:2.佛Il川 向科合创科技有限公司广东佛I LJ 528000) [摘 要】针对空气净化器越来越普及,空气净化器中填充的空气净化材料越来越多样性的问题,选取商品活性氧化铝作为载体,使用除甲醛 活性剂进行改性,按照GB/T18801.2015f空气净化器)进行测试,并与某商品活性碳和多孔矿晶复合材料进行对比,对相关参数进行计算,此外, 还对复合材料进行高浓度的连续测试,并用压乘法对材料的孔径进行分析。结果表明:在标准测试 未经除甲醛活性荆改性的活性氧化铝, 净化能效低,按照净化能效评级均为不合格,经过除} 醛活性剂改性厩,净化能效超过r活性碳,活性氧化铝复台材料的能效等级达到了高效 级 在高浓度连续测试中,活性氧化铝复合材料路占优势,重新活化后的活性氧化铝复合材料仍能保持较好的甲醛去除率。在不同除甲醛活性 剂浓度下,活性氧化铝复合材料受浓度影响不大,压汞分析结果表明活性瓴化铝有更宽的孔径分布。原料容易获得,简单的加工工艺和优受的 催化性能为其往空气净化器中的应用提供 珂能性。 『关键词1空气净化器;活性氧化铝;甲醛 【中圈分类号]TO 【文献标识码】A [1文章编号]1007.1865(2018)01.0017—03 Activated Alumina Composite Applied in Air Purifier for the Degradation of Formaldehyde xu Weiming。Hu Zhaoxia ,Yuan Dingshcng ̄ ,(1.Schoo1 ofChemistry and Materials Science,Jinan University.Guangzhou 5 10632 2 Foshan Gaokehechuang Technology Co..Ltd.Foshan 528000,China) Abstract:l'or the population 0f the air puriier.ditversity of purification materials are applIcable to It Actixrated alumina was selected as the carrier and oodlrled wlfth formaldehyde scavenger The test was according to the Chinesc national standatd Gf{,11I 880l一2()I5(air purifier)The results were compared with the actlvated carbon and porous mineral crysta1 composite.and the relex ant data was calculated Ilf addition、there is a test fbr higher concentration of f0rmaldehvde.and analyzed the pore distribution with nlercury intrusion method In the standard expe ̄iment,the puriicatifon eficifency is 1ow without rmaldehvde sca ̄,。enger,which Is unqualiied accorfding to the national standat’d But afte r’roodiled wifth formaldehyde scavenger the purification eficifency is the hlghest of all test materials.which can l_each the high level according to the natio nlal standard In the continuous experiment with higher concentration of ifmnaldehyde.the activated alumina composite also better than others The active alumina composite can st111 maintain high eficifency revitalized again There is not obvious influence when concentration of formaldehyde scavengel was changed Mercury intrusion analysis showed that there 1s wider pore size distribution of active alumina Low—cost raw material simple processing,renewable ability and excellent performance offered great possibility for its application in air puriierf Keywords:Air puriier:Actfive alumina:Formaldehyde I{_{胖足审内污染的头 杀手,对人体的呼吸道、眼睛和皮肌 订刺激性,长期接触甲醛会引起人体免嫂系统和神经系统的异常, 容易诱发rl[flL ̄和痛症。住我 有毒化学品优先控制名 巾,【1I 商 第 ,足室内最 耍的污染物。 守气中rri醛浓度达到0.O6 mg/m ,就会f J】起儿章 适,达到0.1 mg/m 会引起胸I:叫等症状, 剑30 mg/m3时【 敛死,} 主要来源十建筑材料和装修材料的 释放,这利 释放是缓慢持续的,人造板材及所片j到的胶黏剂,纺 川1的 染制等,部是我们不可忽视的甲醛释放源,无疑对找 们的 体住皇康造成r 人的隐患I”。 随符 条什的政薄,人f『.对空气质嚣的要求越米越高,对 柑代和,t-fir-,环境空气腰 的 傅是现代人迫切的需求,产生了彩 种 气i 化技术 1。t流的 气净化技术有活性炭吸附、低温 离j:体技l术、酶技术、光触媒和冷触媒技术等。因为安全高效、 持续lr}强等特点,奄温催化氧化是 今空气净化材料的研究热点。 他方‘浊卡I{比,室温催化氧化材料 其没有使用环境的 限制, 订 r的使川范罔。} 前相关材料研究种类比较多, 分为 属、:}}: 属、生物和酶催化剂等几类。催化性能受 彩神 影响,如材料结构[ 一1,催化剂载体【 1,负载物质种类 ]复合耷寸料棚自:作}f】等I”I。 j 人f『J对 环境的要求提岛,使得 气净化器越来越} ^乏, }j前f 上的 气净化器质量参等不齐,;争化效率_仃较人 的 别。I 填允材料是 净化器的核心组成之。,市嘶上大部 分 净化器鄙足选用活性碳作为填充材料,但是活性碳对有0 物顷是物理l硬附,仔 『玖释放污染的IulJ题, 发新的低成本填 允 料足提高 净化效率的币要f段。水文选取活性氧化铝 为载体,}}]除甲醛活性剂 性并应用剑空气净化器r}】,收性工艺 简 ,提矗J,去除E{_ 的效率,_{『I以大规模生产。 ,1实验材料和方法 1.1材料 次熊锎水,钒氰化钠,DH试纸,除甲醛活性剂(由某公司 提供),多孔矿 , 性氰化 ,38%甲醛溶液,某商品活性碳。 1 2 验仪器 78.1磁力』J【】热搅拌 (常州博远实验分析仪器厂一),LE104E电 r尺、ta(METTLER TOLEDO1,LDO9203一A电热恒温鼓风下燥箱 (I 河坨跃仪器没 仃 公司)。 1.3分 测 仪器硬装置 3 111 g  ̄{GB/Tl8801.201 5),EST-10一CH20甲醛检钡4仪 (EST),YG一97A U杳武胍求仪(:It京精微商博科学技术有限公 川),匕f『j油ACA.301 e净化器,Tristar3000比丧而积分析仪(美 Micromeritics公川)。 1.4蛾伴的政  ̄id;tlt』10 wt%.15 wt%,20 wt%的除甲醛活性剂溶液,并用氧 化钠将ptt凋争弱碱性, 取彩孔矿品币【J活性氧化铝70 g,在 溶液ij1 泡!h,然后 70℃卜常压f 燥6 h得到试验样品。 1.5 材料除甲醛测试 1 5.1},J 准测试 GB/T1 880l一20l 5,耿下燥好的样 置于匕利浦ACA一301 。;I 0 化器if『I父 舱门,歼肩搅拌风扇,- 加热器中滴入38% 的I{1 , 1测跌仓内tlj畔浓瞍稳定 l mg/m 时,开启空气净化 器,测 时IiiJ为1小时,锥5分钟记录一次测试仓内甲醛浓度。 j川jj 尚-I 性坡{t为埘比。 I.5.2连续测试 取r燥好的样品置于 利浦ACA.30l 气净化器中,关闭舱 『J,J『 ;搅拌 确, 打¨热器巾滴入38%的甲醛, 测试仓内甲 浓嫂稳定 5 mg/m3 ft,J ,开启空气净化器,测试时间为l d,n,J-, .[收稿}1驯]2017—10—20 ff1青简介】徐伟明{1992一), ,广东人,硕I‘研宄生,丰要研宄方向为多孔忖 广1 8 东化工 2018年第1期 WWW.gdchem.com 第45卷总第363期 每5分钟记录一次测试仓内甲醛浓度。l小时后停止净化器,将 测试仓内补充甲醛至5 mg/m ,重复测试,连续进行5次。 1.5.3活化测试 将连续测试后的活性氧化铝复合材料用水洗2—3次,然后在 70℃F常 =F燥,再进行标准测试。 1.6效果卜j 价 埘复合材料除L}{醛效率的评价,按GB/T1 8801—201 5,川下式 计锋 P (1) : : xi ,j ti in。t : : (4) (5) f6) ∑ ( 一 ∑: ) ∑ 05一 ∑ ) 式 为净化能效【m /w_h];g为洁净空气量实验值(m /l1); P为输入功率实测值(w,本文所用的空气净化机实测P为6W) 其中: 0=60×( 一七 × r21 式中R 为相关系数的平方, 为第i个采样点对 的时问 (min),lnc 为第i个采样点对应的污染物的自然对数,rl为采样次 数。 2实验结果与讨论 2.1标准测试 (∑ )(∑ in ) (yjt (∑ (3) 式中p为沽净空气量(m /h); 为总衰减常数(min。); 为自 然衰减常数(min。);V为试验仓容积(m );k为衰减常数(min。); 『j为第i个取样点的对应的时fq ̄(min);lnc 为第i个取样点对应的 污染物浓度的自然对数;n为采样次数。 并埘测试结果的相关系数进行计算: 表1为标准测试 除率以及相关参数的计算结果,未改性前, 活性碳的除甲醛效率最高,而经过改性后的活性氧化铝和多孔矿 晶的除甲醛效率有了极大地提高,超过了活性碳。净化能效等级 如表l所示,根据表2的分级,活性氧化铝复合材料达到了高效 级的水平,而多孔矿晶复合材料未达到高效级,且各测试的R 均符合GB/T18801—20l5中不小于0.9O的要求。 2-2连续测试 图1为连续测试结果,活性氧化铝复合材料的去除率比多孔 矿晶复合材料的去除率略岛,但两种材料经过3次测试后,上除 率都接近50%,经过5次测试后去除率分别为36%和45%,无 论在低浓度或高浓度测试中,活性氧化铝复合材料都育较好的太 除率。 表1测试样品的洁净空气量及净化能效 Tab l The clean air delivery rate and puriicatifon eficiency of ftest samples 表2 GB/TI8801.2015中净化器对气态污染物的净化能效分级 Tab.2 The eficifency level of air puriierf according to GB/Tl 8801.2Ol5 净化能效等级 曲】效级 合格绒 净化能效 (气态污染物),f m /W·h】 n(气态污染物)≥1 00 O.50≤T1(气态污染物)<1 O0 3为经过连续测试后,再水洗活化十燥的活性氧化锱复合 材料的在标准测试的E 醛去除率,在经过商浓度测试和最新活化 后,活性氧化铝复合材料的甲醛去除率仍能保持 82%,说明该 卡于料有良好的循环使用特性,具有反复性及长效性。 2.5材料的孔径分布 根据IUPAC对等温线的分类,两种载体的N2吸附等温}#]线 均为III型吸附等温线,说明两种材料为大孔结构【”】, 此使用 汞法对材料的孔径进行进一步分析。两种载体的 汞法孔径分 布如图4,可以看出,多孔矿晶的孔径分布比活性氧化铝集中, 主要分布在孔喉半径为16 nm剑16O nm的范l_=fI,卡H比j 多孔矿 品,活性氧化铝的孔径分布较分散,大孔占比多,平均孔喉半径 人,所以对甲醛有更好的吸附能力,因此去除率要比多孔矿晶要 好,符合一} 文中活性氧化铝有更犬孔径的推测。 连续捌试|寅熬 图1两种材料连续测试去除率对比 Fig 1 Fhe comparison of continuous testing for the two materials 2.3除甲醛活性剂浓度对去除率的影响 2为不同除甲醛活性剂浓度改性的载体去除率,多孔矿品 合物的上除 笨会随着活性物质浓度升高而下降,但氧化铝复合 物的古除效率没仃明显的变化,两者差异的原因可能是,多孔矿 的孔 较小,过崩浓度的活性物质对多孔矿晶的孔道造成堵塞, 影响其u股 性能。提高除甲醛活性剂的浓度并未能提高活性氧化 铝的【}{酶的去除率的原 可能是,随蓿甲醛浓度降低,该复合材 料对甲 分了的捕捉能力减弱。 2.4重新涌化 的活性氧化铝甲醛上除率 2018年第1期 第45卷总第363期 广 东 化 工 www.gdchem.com l 9 3结论 在常温常压条件下,采用除甲醛活性剂埘钣化 进仃改性, 发挥了除甲醛活性剂和活性氧化铝的协同作川,傲人提商丫对【} j醛的降解效率,原材料廉价易得,加_[工艺简 ,成本低,叮以 大量生产。探索了不同浓度清除剂对去除牢的影响,叮仃效控制 生产成本。孔径大小会对甲醛的l上除率产 i影响,孔 人的结构 对有利于吸附甲醛。在室温F,氧化铝复合材料发伞尤毒就叮以 对甲醛进行降解,并可以重复活化使用,具仃反复性和长效性, 结合空气净化器使用,能有效改善室内空 埙 和装修污染,町 作为空气净化设备的理想填充材料。 O 1O 20 3O tamIn 40 5O 参考文献 『1]程海军,J 欣宇,沈拥军,等.介孔_l|氧化锰fl',jfti rJ备及催化氧化i 醛研 究lJ1.印染助剂,2016,33(81:5-9. 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(本文文献格式:徐伟明,胡朝霞,袁定胜.活性氧化铝复合材料 在空气;争化器中对甲醛的降解性能[J].广东化工,2018,45(1): 1 7—19) Fig.4 Pore size distribution of the two materials (上接第1】贝) [16】席忠厚,删阳.花青索对人类健康影响的研究进展及其前景【J].食品 研究与开发,2009,7:159 162. fl7】朱洪梅,韩永斌,顾振新,等.大孔树脂对紫甘薯花色苷的吸附与解 吸特性研究fJ1.农业 程学报,2006.22(5):l53—156. 『181杨国才,陈香颖,王季春,等.柠檬酸一磷酸氯二钠缓冲液法提取紫 片薯花青素的 艺研究『J].南方农业学报,2013,44(4):653—656. [19]gg勇,张晴.AB.8大孔吸附树脂吸附和分离紫II薯仡色(]:l1'4JliJt:%[J].。} 国食品添加剂.200lf1):6-9. (本文文献格式:张印红,李怡, 张琳琳,等.紫薯花青素在不同 条件下对亚硝化反应的研究[J] 广东化工,2018,45(1):1O一11) 

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