室內(nèi)凈化空氣用椰殼活性炭特殊功能及價格用法
    活性炭的特殊功能及室內(nèi)應用
    1.椰殼活性炭的特殊功能
    ①利用活性炭物理吸附與化學吸附的雙重特性，經(jīng)過特殊孔徑調(diào)節(jié)工藝處理，使其具備與室內(nèi)有害氣體分子大小相匹配的孔隙結構t完全吸附有害氣體而非遮蓋或淡化氣味，從根本上徹底清除室內(nèi)污染。
    ②活性炭能夠?qū)κ覂?nèi)所有有害氣體分子進行吸附，同時具有調(diào)節(jié)催化作用等功能，能夠有效地吸附形成于空氣中的各種有害氣體，如苯系物、鹵代烷烴、醛、酮、酸等有機物的成分及空氣中的浮游細菌，殺滅霉菌、大腸桿菌、黃色葡萄球菌、膿菌等致病菌，抑制流行性病原的傳播，具有去毒、吸味、除臭、去濕、防霉、殺菌、凈化等綜合功能，如表3—11所示。
    ③室內(nèi)環(huán)保專家指出：裝飾裝修所造成的室內(nèi)污染，其污染源揮發(fā)甲醛、苯、甲苯、氨氣、氡等是一個緩慢釋放的過程，甚至將會持續(xù)3～15年，開窗通風法、化學噴除法、花卉去除法等只是迅速遮蓋或驅(qū)散已揮發(fā)的有害氣體，而不能根本去除緩慢釋放的有害氣體，而活性炭的吸附過程是一個長效穩(wěn)定的過程，基本與有害氣體的釋放過程相吻合，從而達到完全去除的效果。
    ④活性炭是選用優(yōu)質(zhì)綠色環(huán)保的果殼為原料，從源頭上完全避免了以煤等原料制成的活性炭灰分及重金屬含量高等所造成的二次污染，在加工時沒有褥加任何化學成分，對人體無毒副作用，同時又可避免噴劑等對家具造成的褪色、潮濕的二次污染，完全是自然生態(tài)下的物理吸附，是一種真正高品質(zhì)的綠色環(huán)保產(chǎn)品。
    ⑤利用椰殼活性炭本身的分子運動規(guī)律，經(jīng)特殊工藝處理，在使用20天左右后，在高溫下暴曬3～5h，利用高溫使被吸附到活性炭孔隙中的有害氣體分子產(chǎn)生運動而釋放，將活性炭再度凈化而達到反復利用卻不影響效果的目的，可反復使用3～6個月，在密封條件下可達到5～lO年不變質(zhì)。
    ⑥易操作：使用方便，可隨意擺放，不受空間、地點限制，不需輔助設備，無能耗。
    2.椰殼活性炭的用法與用量
    ①將50g活性炭包裝成一小包，直接放于居室、櫥、柜、抽屜、冰箱、衛(wèi)生間、汽車和其他需要凈化場所的任意位置即可。
    ②新裝居富按每平方米一包(100g)的用量使用，衣柜、抽屜等每單獨空間擺放一包即可，日常防護可根據(jù)室內(nèi)空氣污染程度適當酌減用量。
    ③鋪地板時將小包直接鋪于下方或撕開小包將活性炭直接撒于地板下方。
    ④將小包放于鞋內(nèi)后用塑料袋密封，除臭、去濕效果更佳。
    ⑤使用20天左右，在高溫下暴曬3～5h，可恢復活性繼續(xù)使用，能反復使用3～6個月。
    3．與其他產(chǎn)品對比
    (1)與市場上其他炭類產(chǎn)品的比較
    目前市場上其他炭類產(chǎn)品主要有竹炭和炭雕工藝品，炭雕工藝品的碘吸附值僅為650mg／g左右，竹炭類產(chǎn)品的碘吸附值為5∞～700mg／g，而果殼類活性炭的碘吸附值可達到1000～12∞mg／g，吸附能力是炭雕和竹炭的近兩倍；炭雕的價格昂貴，一個直徑22cm的圓盤市場售價兩千多元，大眾消費者難以承受，一個直徑22cm的碳雕圓盤放在一個20m。的房間中，只能吸附運動到其周圍的有害氣體，對距離較遠的有害氣體沒有吸附作用；竹炭沒有果殼類恬性炭的孔隙及比表面積發(fā)達，1g竹炭的比表面積僅為3∞m／g，而1g果殼類活性炭的比表面積能夠達到3000m2/g果殼類活性炭的比表面積是竹炭的10倍．所以同樣質(zhì)量的果殼類活性炭可容納的有害氣體的數(shù)量是竹炭和炭雕的10倍。
    (2)與光觸媒類產(chǎn)品的比較
    光觸媒類產(chǎn)品分為家電類和噴涂類兩種類型，家電類的光觸媒空氣凈化器，價格昂貴，每臺凈化器市場售價l。。0～3000元，適用面積只有20m2左右，還必須在通電的情況下才能發(fā)揮作用，耗費電能；噴涂類的光觸媒價格也較貴，噴涂時受到許多條件的限制，使用也不方便；關鍵是此類產(chǎn)品的技術性和使用效果正在遭到許多專家和使用者的質(zhì)疑。
    (3)與市場其他化學類、生物類產(chǎn)品的比較
    此類產(chǎn)品使用時具有一定的條件限制，會造成二次污染，如甲醛捕捉劑只能除甲醛，對苯、氨氣等其他有害物質(zhì)沒有作用，局限性較大，生物酶是否真能“吃掉”所有的有害氣體，專家表示質(zhì)疑。同時這類產(chǎn)品的作用時間較短，但甲醛等有害氣體的釋放是一個緩慢、長期的過程，此類產(chǎn)品是不能保持這么長久的效果的；而果殼類活性炭產(chǎn)品具有無污染、無副作用、效果持久明顯等特點，可以根據(jù)需要進行包裝組合，在使用時不受空間、地點等限制，且有長效、方便的特點。
    目前，市場上紛繁復雜的技術從原理上主要分為兩大類：物理吸附和化學去除。活性炭吸附屬于前者，臭氧發(fā)生器、光觸媒、植物提取液等都屬于后者。活性炭吸附技術利用炭的吸收異昧、吸附有害氣體的原理，很早以前就開始使用，第一次世界大戰(zhàn)時期的防毒面具及非典時期的活性炭口罩都是其神奇效果的力證，其技術比較成熟、穩(wěn)定，而且成本低廉，無毒副作用，對苯等揮發(fā)性有機物的吸附效果很好，不會產(chǎn)生二次污染。近年來，活性炭經(jīng)過改良，提高了對甲醛等氣體的吸附能力。可以說利用活性炭進行物理吸附是目前應用廣泛、成熟、效果可靠、吸收物質(zhì)種類多的一種方法。
    4．活性炭產(chǎn)品用于室內(nèi)空氣凈化
    (1)活性炭過濾器
    活性炭過濾器(也稱炭筒單元)采用顆粒活性炭或其他化學吸附材料，用于清除空氣中的有毒、有害氣體和異味。炭筒吸附能力強、性能可靠、安裝與維護方便、運行費用低，適用于工業(yè)通風系統(tǒng)和舒適性中央空調(diào)。活性炭過濾器和空氣調(diào)節(jié)設備及換氣設備同時設置，可做以下幾方面的處理：
    a．將污染外氣吸人室內(nèi)時得處理；
    b．將污染氣體由室內(nèi)排出室外時的處理；
    c室內(nèi)發(fā)生的污染氣體得處理(再循環(huán)方式)。上述中任何一個處理過程，在活性炭過濾器的前方都必須設置高效灰塵過濾器，以免活性炭過濾器因覆蓋灰塵而失效。活性炭過濾器的過濾效果因處理對象、濃度、溫度等條件不同而有區(qū)別。
    ①炭筒組合：炭筒安裝在特制的框架上，若干炭筒組成一個過濾單元，再由若干單元拼裝成活性炭過濾段。
    ②維護：炭筒的金屬殼體可以重復使用，用戶可自行更換活性炭，也可以將活性炭再生后反復使用。這種設計大大降低了用戶的運行費用。
    ③再生：為延長炭筒的使用時間、降低運行費用，普通活性炭可以再生。再生的方法有水蒸氣熏蒸、陽光暴曬等。
    ④吸附材料：柱狀活性炭顆粒。對于普通炭難以吸附的化學污染物，需要使用改性炭。
    ⑤特制化學吸附材料：通過特殊工藝將化學催化劑、特制載體材料、高錳酸鉀及其他核心吸附材料按一定比例復合制成的一種化學空氣過濾器吸附材料。根據(jù)不同場合及廢氣物的含量，本吸附材料可以單獨使用，也可與改性活性炭顆粒材料按比例混合使用。通過化學反應，可以有效地去除H：S、S02等有毒、有害氣體及各種異味。
    表3-12是在(8×12×8)ft3(1ft--O 3048m)的兩個同樣構造的實驗室內(nèi)發(fā)生地同量臭氣物質(zhì)，其中一個實驗室用活性炭過濾器脫臭，另一個實驗室未采用任何空氣凈化設備。從圖中可以明顯地看到，用活性炭脫臭的效果很顯著，強度指數(shù)減小l～2。
    在10 5mz的密閉室內(nèi)安裝風柜，在回風口處安裝活性炭過濾裝置，送風口距地面1 65m。用超聲霧化器噴人適量的氨氣或大腸桿菌懸液t在室內(nèi)設置三個采樣點，用納氏比色法測定氨的濃度；用平面皿沉降法采細菌的樣本，置于37'C環(huán)境中培養(yǎng)24h，計算菌落數(shù)，測試結果見表3 13(i一22℃，RH55％,p=1020kPa)。
    由表3—13可知，在開機0．5h后，就有很明顯的去除氨和細菌的效果，開機時間越長，室內(nèi)氨氣和細菌量越少，保障了人們的身體健康。
    (2)微粒狀活性炭薄膜用于室內(nèi)空氣凈化濾器
    隨著室內(nèi)使用空氣凈化器的普及，人們更加希望能夠提高它的性能，特別是希望能夠迅速地凈化生活空問內(nèi)由吸煙之類所造成的污染，強烈要求有立即能達到凈化效果的即效性空氣凈化器產(chǎn)品誕生。為了滿足這種要求，作為必須的空氣凈化濾器的特性，要能進行大風量的處理，空氣凈化濾器的壓力損失要小，且吸附氣體的速度要快。減小粒徑可以提高活性炭的吸附速率，但是當粒徑小于500um時，操作性能非常差，同時壓力損失也變大，普通活性炭的填充方式不能使用。作為操作性能卓越的空氣凈化濾器材料而開發(fā)出來的微粒狀活性炭薄膜，是將吸附速率和壓力損失在高水平上統(tǒng)一起來的可以作為空氣凈化濾器使用的產(chǎn)物。作為微粒狀活性炭的粒徑，可以根據(jù)使用目的，在粒徑范圍為100～500um的活性炭中任意選擇；單位面積薄膜中的活性炭重量，可以根據(jù)使用目的，在50～300g／m0范圍內(nèi)任意設定。
    薄膜中的活性炭含量可高達80％的程度。如此成型的薄膜厚度為0 3～2mm，能進行褶皺成型加工，這是能夠同時滿足壓力損失小、吸附速率快兩個矛盾的性質(zhì)，并能加工成空氣凈化濾器的一個重要的關鍵。微粒狀活性炭薄膜經(jīng)過褶皺加工，能夠很容易地折疊成空氣凈化濾器開口面積的20～30倍程度的面積；能夠把通過微粒狀活性炭薄膜的線速度減少至空氣凈化。
    濾器面上風速的1／30～1／20。使用微粒狀活性炭薄膜時，與除塵薄膜濾材積層而成的除塵脫臭復臺薄膜相比，通過褶皺能夠很容易地制造除塵機能與脫臭機能一體化的空氣凈化濾器。不僅降低成本，而且能有效地利用空氣凈化濾器的容積，同時還能提高除塵機能與脫臭機能。
    (3)新型室內(nèi)空氣凈化器
    新型室內(nèi)空氣凈化器的基本原理見圖3—14。它由纖維過濾層和活性炭納米Ti02復合光催化凈化層組成。其中，纖維過濾層與一般空氣過濾器的功能相似，主要用于去除室內(nèi)空氣中的固體顆粒污染物及附著于其上的微生物，活性炭一納米Ti02復合光催化凈化層用于去除揮發(fā)性有機物。所謂恬性炭一納米Ti02復合光催化凈化體，也即利用吸附劑活性炭與光催化劑納米Ti02復合的方法，首先在支承體表面黏結活性炭形成吸附層，然后再將納米Ti02負載在活性炭粉末顆粒上形成外層的光催化層，從而終形成納米TiO2，涂附在活性炭表面形成薄殼型結構。由于通過光催化氧化反應，有機物可被分解為c02和H20，因而，支承體材料應具有較強的耐水性。另外，由于凈化器直接安裝于室內(nèi)，為了避免噪聲過大，所配風機的壓頭不可能太高，故要求空氣經(jīng)過凈化材料時阻力不要太大。基于上述原因，采用一種新型的波紋紙板制作支承體。這種波紋紙板采用特種高分子材料與木漿纖維分子空間交聯(lián)，并用高耐水材料粘接而成。支承體由一塊塊波紋紙板互相黏合而成，每相鄰兩塊紙板的波紋錯開一定角度，以增大被凈化空氣與凈化體的接觸面積，同時使空氣在其中有良好的流動性。這種凈化體獨特的結構及復合方式使其具有以下特點：
    a合理的支承體幾何形狀，使其有較大的凈化比表面積和較低的空氣過流阻力損失
    b由于光催化劑Ti02處于外層，使得紫外光在沒有遮擋的情況下直
    接作用于TiOz光催化劑上，實現(xiàn)了較高的光利用率；
    c．借助活性炭的吸附作用，對空氣中極低濃度的樗染物進行快速的吸附凈化和表面富集，加快了光催化降解反應的速率，抑制了中間產(chǎn)物的釋放，提高了污染物完全氧化的速率；
    d Ti00的光催化作用促使被活性炭吸附的污染物向Ti00表面遷移，從而實現(xiàn)了活性炭的原位再生。
    這種新型室內(nèi)空氣凈化器具有以下特點：
    a．凈化效果好  由于采用活性炭納米T102復合光催化技術凈化揮發(fā)性有機污染物，因而凈化效果得以顯著改善；
    b.連續(xù)工作時間長  由于光催化凈化層具有原位再生能力，因此無需更換，用戶只需在一個月左右清洗一次纖維過濾網(wǎng)即可，使用起來非常方便；
    c．噪聲小由于光催化凈化體的空氣流通阻力很小，因此，配用風機的壓頭很小，噪聲較原有產(chǎn)品幾乎不會增加。
    (4)改性活性炭吸附室內(nèi)甲醛
    改性活性炭用于吸附甲醛氣體的主要方法如下。
    a．活性炭原料放在氯化鋅溶液中浸泡、烘干后，在氮氣氣氛中活化，得到的活性炭中親水基團O H、c—O和c O明顯增加，此種活性炭吸附甲醛量比普通活性炭高達1～2倍。
    b.用氧化劑將活性炭表面氧化，常用的氧化劑是30%雙氧水和65％硝酸。其中，用30％雙氧水氧化的活性碳纖維表面極性基團明顯增加，吸附甲醛效果好于用65％硝酸氧化的恬性碳纖維。這可能是因為30%雙氧水的氧化性較小，在增加表面極性基團的同時，把纖維的軸向紋理和溝槽等結構能保存下來。
    c.在氮氣氣氛中熱處理恬性炭熱處理后的活性炭的比表面積略有下降，微孔更加集中，含氧官能團羰基和羧基變化不大，而呈堿性的酚羥基明顯下降而使活性炭表面堿性基團降低口。實驗證明，經(jīng)450℃恒溫O.5h氮氣熱處理的活性炭對甲醛去除效果好。但此種方法處理復雜，成本較高。
    d.碳酸鈉和亞硫酸氫鈉溶液改性活性炭  碳酸鈉可以改變活性炭的酸堿性和氧化性，激發(fā)其內(nèi)表面能量；亞硫酸氫鈉可以與甲醛反應生成a一羥基磺酸鈉。恬性炭分別在飽和的碳酸鈉和亞硫酸鈉溶液中浸泡lh后，在70～80℃下干燥2～4h，即完成活性炭改性，其甲醛去除率可保持在60％以上。
    (5)活性碳纖維在凈化室內(nèi)空氣中的應用
    活性碳纖維(ACF)具有優(yōu)良的吸附性能，若再根據(jù)室內(nèi)空氣污染物的種類對其進行適當?shù)幕瘜W改性，活性碳纖維在凈化室內(nèi)空氣中的應用效果則更佳，其應用列舉如下。
    ①空氣凈化網(wǎng)采用ACF對網(wǎng)狀基材進行靜電植絨，高強等人研制成功了可用于空調(diào)機、空氣凈化器的帶高效吸附功能的空氣凈化網(wǎng)塊。這種新型網(wǎng)塊克服了粒狀活性炭粉(GAC)噴涂對低濃度介質(zhì)難以吸附及難以再生使用等缺點，是GAC空氣凈化網(wǎng)塊理想的升級換代產(chǎn)品。
    以氨氣為除臭對象，將漁網(wǎng)狀GAC過濾網(wǎng)和ACF過濾網(wǎng)進行了對比試驗。
    試驗方法：將一定量的氨氣注入(800×800×800)mm。的密封檢測箱內(nèi)，在檢測箱內(nèi)分別放人ACF過濾網(wǎng)和GAC過濾網(wǎng)，開啟循環(huán)風機，經(jīng)6h循環(huán)后，由100mL氣體采樣器采樣，用氨氣濃度檢測管測定氨氣的濃度，其結果如表3 14所示。
    從試驗結果可以看出，ACF過濾網(wǎng)氨氣去除率較GAC過濾網(wǎng)高，且再生性能明顯優(yōu)于GAC過濾網(wǎng)。
    ②吸附功能性紡織品利用活性碳纖維的高效吸附性能和吸附的廣譜性，通過靜電植絨工藝，將活性碳纖維短絨植在紡織品基材上，制成活性碳纖維靜電植絨紡織品，用此可制成除臭、除味、遮光窗簾，用于室內(nèi)、辦公場所以及作為車內(nèi)空氣凈化用品。
    ③凈化空氣遮光板凈化空氣遮光板是通過靜電植絨的方法，將活性碳纖維植在覆有納米級T[02光觸媒物質(zhì)的玻璃纖維網(wǎng)狀基材上，將該網(wǎng)狀材料安裝在汽車的遮光板上，利用汽車空調(diào)產(chǎn)生的空氣流動，使活性碳纖維吸附和除去有害氣體，空氣得以凈化。
    (6)ACF表面改性在室內(nèi)空氣品質(zhì)方面的應用
    ACF表面存在少量親水性和含氧的官能團，極大地影響其吸附性能。
    通過對ACF表面簡單的氧化(氣相氧化或液相氧化)、氨化(800℃以下ACF與NH3反應)、氫化、堿化或高溫(800～1000~C)處理后，可以改變其表面含氧、含氨官能團的數(shù)量以及親、疏水性基團，便可增加對不同酸堿性氣體的吸附能力，這在室內(nèi)空氣品質(zhì)方面的應用較廣泛。
    AcF通過本體或表面摻雜不同的金屬粒子達到不同的改性目的。為賦予AcF抗菌的功能，目前主要的措施是載銀。銀的殺菌機理比較流行的觀點是接觸殺菌，當銀與細菌等接觸時，微量的銀滲透到細菌體內(nèi)，與細菌體內(nèi)的蛋白質(zhì)發(fā)生作用，其新陳代謝受阻以達到抗苗的目的。載銀AcF中Ag的含量主要通過Ag的含量、Ag的顆粒大小、分散情況和抗菌性能來表征。狹小空間的惡臭污染的治理由于其嗅覺閾值比較小、分布比較分散，而成為室內(nèi)空氣治理的難題。通過負載金屬鹽類，改造AcF的納米孔體系的微表面結構，可以增加對惡臭物質(zhì)的親和性，而且還可以促進其催化轉(zhuǎn)化。通過cu溶液浸漬的方法，可制備高性能的消臭材料。在2 5％弱酸性cu(Ac)2溶液中，浸漬處理得到的cu2-AcF的cu的負載量比較大，而且分散性比較好。在cu2 AcF的制備過程中，炭石墨微晶遭到一定的破壞，納米孔體系有一定的損失，表面微結構發(fā)生了變化，cu2 AcF的微孔體系表面均勻分散著超細的cu(Ac)2微粒。
    活性碳纖維在吸附揮發(fā)性有機物方面效果也很明顯。當含vOcs的氣  態(tài)混合物與AcF接觸時，利用表面存在著未平衡的分子吸引力或化學鍵力，把混合氣體中的VOcs組分吸附在AcF表面。
    眾所周知，氮氧化物和一氧化碳氣體是大氣污染的主要物質(zhì)，它們會引起光化學煙霧的形成，還會直接與生物體的血紅朊結合而引起中毒。某些特殊室內(nèi)空氣中氮氧化物和一氧化碳氣體含量超標，吸附除去或催化轉(zhuǎn)化氮氧化物和一氧化碳是重要的治理手段。中山大學材料所使用負載銅一鈷的活性碳纖維催化還原No(NHa為還原劑)已經(jīng)取得較好的效果。同時，中山大學材料科學研究所符若文等人采用浸漬法制備了鈀和銅化合物為主的系列金屬基括性碳纖維，用氣相色譜等手段對所制金屬基活性碳纖維對N0和co的吸附和催化性能進行了研究。實驗結果表明，負載二價鈀的活性碳纖維對cO有突出的吸附能力。隨著鈀負載量的增大，樣品對cO的吸附容量增加，動態(tài)吸附穿透時間延長。采用銅／鈀混合物負載比用單組分鈀可提高對cO的動態(tài)吸附效率，節(jié)省鈀的用量。經(jīng)400℃熱處理的負載鈀活性碳纖維在300℃以上的催化溫度，對c0／N0混合氣體有很高的催化轉(zhuǎn)化率，在適宜條件下達100％。
    在脫除NO，方面，由于No的臨界溫度為180K，所以在室溫下，它是超臨界氣體；而N02的沸點是294K，所以很少的微孔物質(zhì)可以吸附No2K，Kane等人在活性碳纖維上負載aFeooH、口一FeOOH或以H2s04氧化改性有效地提高了材料對NO等無機氣體的吸附。天津大學傅志強等人以  vAcF為載體沉積了超細氫氧化鐵制備的VAcF／a—FeOOH復合炭吸附材料，通過大量的性能試驗，結果表明VAcF／a—FeOOH對低濃度的N02氣體的吸附速率快，吸附容量大，吸附效率高，連續(xù)吸附No氣體達47h才穿透，穿透容量是vAcF的3倍，而且吸附效率高達99 4％。在N02氣體濃度超標的車間、實驗室等場所使用該種吸附材料，能大量降低N02的濃度，達到凈化空氣的目的。中山大學材料科學研究所陸耘等人在銅系和鎳系AcF催化劑研究的基礎上，進一步研究了銅鈷復臺型AcF催化劑對No2的催化還原作用，系統(tǒng)地研究了復合催化劑的制備方法、反應條件等對催化劑活性的影響，實驗結果表明，cu(N03)2 c0(N03)2一AcF復合催化劑兩種組分有協(xié)同效應，它與單組分催化劑相比，不僅具有更高的催化還原N0的活性，NO轉(zhuǎn)化率可高達94％，而且溫度適應范圍廣，催化劑壽命長。

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