為了測試沸石吸附劑對室內空氣中甲醛的去除效果,采用動態方法測試了光觸媒沸石芯片和非崩解型沸石顆粒對甲醛的去除性能,以便將這種方法用于室內環境空氣治理。

一、背景闡述

2002年,我國正式頒布了第一部室內空氣質量標準《室內空氣質量標準》,規定居室中甲醛的濃度不應超過0.1mg/m3。但是,室內甲醛的來源是多種多樣的,它不僅包含連續釋放甲醛的、采用復合板材制造而成的家具和建筑材料,還有由于抽煙、室內燃燒導致不連續的甲醛釋放。甲醛也可能是由于室內不飽和的有機揮發物(VOCs)的氧化所引起。這些污染源對于甲醛的釋放可以達到3~15年。

目前,通常使用頻率最高的室內甲醛處理方法是使用吸附的方法。光催化氧化法以其能耗低,操作簡便,常溫常壓下即可反應,能有效地將有機污染物轉化為CO2和H2O等小分子,避免了二次污染,近年來得到了推廣使用。研究人員對兩種沸石吸附材料進行了甲醛去除效果的評價試驗,一種是添加光催化功能的吸附劑,一種是單純的吸附劑。利用自制的動態氣體測試裝置,測試光催化產品的去除性能,并進行去除性能的穩定性考核,進而評價使用沸石吸附劑去除甲醛的可行性和應用前景。

二、測試材料和測試方法

添加了光觸媒的沸石芯片是以天然沸石芯片為載體,負載摻雜改性納米TiO2,以一方面利用沸石芯片對甲醛的高吸附性能,一方面利用光催化劑納米粒子在一定波長的光線照射下,受激發生成空穴電子對,空穴分解催化劑表面吸附的水,產生氫氧自由基,電子使周圍的氧還原成活性離子氧,對甲醛等有害氣體具備極強的氧化-還原作用。非崩解型沸石顆粒對沸石采用Fe(OH)3,NaHCO3等堿性物質進行堿法擴孔,可增加沸石的內表面積,從而提高沸石除味劑對極性分子的吸附性,使去甲醛效果增加;少量稀土元素與硼砂的添加,也大大提高沸石的除甲醛效果。

三、結果與討論

將兩種沸石吸附劑均在避光條件下,吸附同樣初始濃度的甲醛氣體(濃度為12.5mg/m3)。

兩種吸附劑對于甲醛的去除存在一定的波動。這主要因為一是甲醛輸入裝置受外界條件影響,存在波動;二是甲醛氣體中輸入裝置產生的水霧影響吸附效果;三是吸附劑本身對甲醛的去除速率隨時間變化,不是一個定值。在圖2中,兩種沸石吸附劑都對空氣中的甲醛氣體具有明顯的吸附效果。非崩解型沸石顆粒的吸附效果要優于光觸媒沸石芯片。光觸媒型沸石芯片沒有經過以天然沸石為基質,在沸石表面涂覆光催化劑制成;非崩解型沸石顆粒是對天然沸石進行了改性處理。在不考慮光照催化作用的因素下,非崩解型沸石顆粒的吸附效果要優于光觸媒型沸石芯片,經過改性處理的沸石對甲醛氣體有良好的吸附作用。