【摘 要】本研究設(shè)計(jì)了一種家具內(nèi)部空氣凈化器。通過(guò)樣機(jī)的設(shè)計(jì)制作以及測(cè)試得出數(shù)據(jù)，較短的時(shí)間內(nèi)對(duì)TVOC的凈化清除率達(dá)到10%~24.9%，說(shuō)明以臭氧發(fā)生燈和活性炭為核心設(shè)計(jì)的家具內(nèi)部空氣凈化器對(duì)TVOC的凈化能力比較顯著，為家具內(nèi)部空氣凈化器的發(fā)展提供參考。
【關(guān)鍵詞】家具內(nèi)部空氣凈化器；臭氧發(fā)生燈；活性炭；TVOC
A furniture interior air purifying device on reducing concentrations of TVOC in air
Sheng Chao,Yan Hui-ting,Li Sha
(School of Textile,Tianjin Polytechnic University Tianjin 30016)
【Abstract】A effective interior air purifying device is designed in this research. The removal efficiencies of TVOC were tested,andthe data showed that the TVOC clearance rates were about 10~24% in the short time.The ozone generator combined activated carbons was demonstrated as the core design of furniture internal air purifier. Since their ability of purifying TVOC were very significant. As a conclusion,the new design of furniture interior air purifying device is very useful for TVOC removal.
【Key words】Furniture interior air purifier;Ozone generator;Activated carbon;TVOC
1. TVOC的來(lái)源和危害
室內(nèi)空氣品質(zhì)研究人員通常把他們采樣分析的所有室內(nèi)有機(jī)氣態(tài)物質(zhì)稱為VOC，它是Volatile Organic Compound三個(gè)詞第一個(gè)字母的縮寫(xiě)，各種被測(cè)量的VOC被總稱為總揮發(fā)性有機(jī)化合物TVOC（Total Volatile Organic Compounds）。像衣柜、壁櫥等家具，一般都處于封閉狀態(tài)，不能通過(guò)常年開(kāi)柜門通風(fēng)來(lái)有效消除污染物，釋放出的甲醛、VOC及苯系物等污染物會(huì)長(zhǎng)期影響家具內(nèi)部的空氣，進(jìn)而影響室內(nèi)空氣的品質(zhì)，威脅人體的健康。有關(guān)甲醛的凈化實(shí)驗(yàn)已經(jīng)做完，本文是針對(duì)TVOC的凈化測(cè)試情況［1］［2］。
TVOC是影響室內(nèi)空氣品質(zhì)中三種污染中影響較為嚴(yán)重的一種。TVOC是指室溫下飽和蒸氣壓超過(guò)了133.32Pa的有機(jī)物，其沸點(diǎn)在50℃至250℃，在常溫下可以蒸發(fā)的形式存在于空氣中，它的毒性、刺激性、致癌性和特殊的氣味性，會(huì)影響皮膚和黏膜，對(duì)人體產(chǎn)生急性損害。
室內(nèi)的TVOC主要來(lái)源于燃煤和天然氣等燃燒產(chǎn)物、吸煙、采暖和烹調(diào)等的煙霧，建筑和裝飾材料，家具，家用電器，清潔劑和人體本身的排放等。有近千種之多。室內(nèi)裝飾和家具制造過(guò)程中，油漆，涂料和膠粘劑等也產(chǎn)生TVOC。
2. 凈化原理和樣機(jī)制造
家具內(nèi)部空氣凈化器的主要凈化部件是由臭氧發(fā)生燈和活性炭過(guò)濾器組成。
臭氧發(fā)生燈既產(chǎn)生紫外線，又釋放臭氧。臭氧的化學(xué)性質(zhì)極為活潑，它在游離時(shí)的能量在瞬間產(chǎn)生強(qiáng)力的氧化作用，進(jìn)行殺菌、消毒、解毒工作。細(xì)菌、病毒與臭氧結(jié)合后會(huì)改變分子結(jié)構(gòu)或能量轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致細(xì)菌病毒死亡，不再形成新病菌，能有效去除各種細(xì)菌、病毒、異味及新家具油漆釋放的有毒氣體(甲醛、TVOC、苯等)。 由于臭氧為彌漫氣體，消毒無(wú)死角，故消毒殺菌效果好。同時(shí)，臭氧在高溫下能迅速分解，形成氧氣，故不存在二次污染問(wèn)題。紫外線也能凈化空氣，消除霉味。
活性炭過(guò)濾器的使用對(duì)凈化空氣起著重要作用�；钚蕴純�(nèi)部有發(fā)達(dá)的空隙結(jié)構(gòu)和豐富的微孔組織，這些微孔組織具有強(qiáng)大的吸附力場(chǎng)，當(dāng)空氣中的有毒有害氣體與活性炭接觸時(shí)，活性炭微孔強(qiáng)大的吸附力場(chǎng)，能將有毒氣有害體的分子吸附到微孔內(nèi)。為了使污染空氣能充分與活性炭接觸，常采用強(qiáng)制對(duì)流的方式使污染空氣通過(guò)活性炭層［3］［4］［5］［6］。
根據(jù)我們的專利（專利號(hào)碼ZL 2008 2 0075226.8），購(gòu)買了核心的凈化材料，由凈化材料外形和尺寸設(shè)計(jì)了樣機(jī)的外觀，并制作了樣機(jī)，如圖1。
3. 測(cè)試方法和數(shù)據(jù)整理
通常都采用氣相色譜法檢測(cè)TVOC含量，也有采用傅里葉變換紅外光譜法、熒光光譜法、離子色譜法和反射干涉光譜法等。我們采用TVOC檢測(cè)儀，其原理為氣相色譜法。圖2為 TVOC測(cè)量?jī)x，首先在居民家中新家具中進(jìn)行測(cè)試如圖3。數(shù)據(jù)如表1。
在居民家中測(cè)試的一小時(shí)零十五分鐘內(nèi)，TVOC含量從關(guān)上柜門時(shí)開(kāi)始上升，當(dāng)樣機(jī)啟動(dòng)后逐漸下降，但降幅不大，只有10%。為了更好的看出濃度的變化，借到一個(gè)放有大芯板的試驗(yàn)箱，在操作口處貼了一層透明的塑料膜，以便觀察測(cè)量讀數(shù)，經(jīng)過(guò)兩小時(shí)多十五分鐘的測(cè)試，降幅達(dá)到24.9%，如表2和圖6。
4. 分析和結(jié)論：
不管是新家具還是試驗(yàn)箱，剛開(kāi)始測(cè)試都發(fā)現(xiàn)其TVOC含量不斷升高，當(dāng)打開(kāi)樣機(jī)時(shí)，其含量并沒(méi)有立即下降但也沒(méi)有上升，說(shuō)明家具和試驗(yàn)箱內(nèi)大芯板TVOC的釋放量和樣機(jī)吸收凈化TVOC量近似達(dá)到平衡狀態(tài)，然后才緩慢下降，說(shuō)明樣機(jī)在起作用。由于時(shí)間和條件的限制，家具內(nèi)部空氣凈化器的樣機(jī)沒(méi)有經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的測(cè)試，但通過(guò)數(shù)據(jù)和直觀圖表可以看出其對(duì)家具內(nèi)部空氣的凈化作用達(dá)到10%~24.9%。
由于新家具的板材會(huì)釋放出濃度較高TVOC， 所以需要很長(zhǎng)一段時(shí)間的治理才可達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。樣機(jī)的效果在短時(shí)間里不是非常突出，分析其原因有可能是 ： (1)樣機(jī)的風(fēng)量太小，短時(shí)間內(nèi)家具內(nèi)部空氣的循環(huán)次數(shù)少。
(2)測(cè)試時(shí)間太短，所選家具為普通新家具和新的大芯板，揮發(fā)的TVOC濃度高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
(3)樣機(jī)活性炭過(guò)濾器太小，和空氣充分全面接觸需要較長(zhǎng)的時(shí)間，且容量小，很容易達(dá)到飽和。
參考文獻(xiàn)
�。�1］ 孫軍世葉翠平.室內(nèi)裝修污染及空氣凈化［J］.山西建筑，2009，35(9):348~349.
�。�2］ 丁照兵. 室內(nèi)空氣凈化技術(shù)研究綜述［J］. 微量元素與健康研究,2008,25(2):63~65.
［3］ 徐江興,姜安璽, 王琨. 臭氧引起的室內(nèi)化學(xué)污染［J］ . 哈爾濱建筑科技大學(xué)學(xué)報(bào),1999 ,32 (6) :74 ~77.
�。�4］ 程琰,尹華強(qiáng),劉勇軍, 等. 多孔炭材料在室內(nèi)空氣污染控制中的應(yīng)用［J］ . 林產(chǎn)化學(xué)與工業(yè),2004 ,24 (2):92~ 97.
�。�5］ 陳益武 相里梅琴.室內(nèi)顆粒狀污染物與空氣過(guò)濾器的確定［J］.潔凈與空調(diào)技術(shù)，2006(1):26~28.
�。�6］ 中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》.
［文章編號(hào)］1006-7619（2011）12-23-153
【關(guān)鍵詞】家具內(nèi)部空氣凈化器；臭氧發(fā)生燈；活性炭；TVOC
A furniture interior air purifying device on reducing concentrations of TVOC in air
Sheng Chao,Yan Hui-ting,Li Sha
(School of Textile,Tianjin Polytechnic University Tianjin 30016)
【Abstract】A effective interior air purifying device is designed in this research. The removal efficiencies of TVOC were tested,andthe data showed that the TVOC clearance rates were about 10~24% in the short time.The ozone generator combined activated carbons was demonstrated as the core design of furniture internal air purifier. Since their ability of purifying TVOC were very significant. As a conclusion,the new design of furniture interior air purifying device is very useful for TVOC removal.
【Key words】Furniture interior air purifier;Ozone generator;Activated carbon;TVOC
1. TVOC的來(lái)源和危害
室內(nèi)空氣品質(zhì)研究人員通常把他們采樣分析的所有室內(nèi)有機(jī)氣態(tài)物質(zhì)稱為VOC，它是Volatile Organic Compound三個(gè)詞第一個(gè)字母的縮寫(xiě)，各種被測(cè)量的VOC被總稱為總揮發(fā)性有機(jī)化合物TVOC（Total Volatile Organic Compounds）。像衣柜、壁櫥等家具，一般都處于封閉狀態(tài)，不能通過(guò)常年開(kāi)柜門通風(fēng)來(lái)有效消除污染物，釋放出的甲醛、VOC及苯系物等污染物會(huì)長(zhǎng)期影響家具內(nèi)部的空氣，進(jìn)而影響室內(nèi)空氣的品質(zhì)，威脅人體的健康。有關(guān)甲醛的凈化實(shí)驗(yàn)已經(jīng)做完，本文是針對(duì)TVOC的凈化測(cè)試情況［1］［2］。
TVOC是影響室內(nèi)空氣品質(zhì)中三種污染中影響較為嚴(yán)重的一種。TVOC是指室溫下飽和蒸氣壓超過(guò)了133.32Pa的有機(jī)物，其沸點(diǎn)在50℃至250℃，在常溫下可以蒸發(fā)的形式存在于空氣中，它的毒性、刺激性、致癌性和特殊的氣味性，會(huì)影響皮膚和黏膜，對(duì)人體產(chǎn)生急性損害。
室內(nèi)的TVOC主要來(lái)源于燃煤和天然氣等燃燒產(chǎn)物、吸煙、采暖和烹調(diào)等的煙霧，建筑和裝飾材料，家具，家用電器，清潔劑和人體本身的排放等。有近千種之多。室內(nèi)裝飾和家具制造過(guò)程中，油漆，涂料和膠粘劑等也產(chǎn)生TVOC。
2. 凈化原理和樣機(jī)制造
家具內(nèi)部空氣凈化器的主要凈化部件是由臭氧發(fā)生燈和活性炭過(guò)濾器組成。
臭氧發(fā)生燈既產(chǎn)生紫外線，又釋放臭氧。臭氧的化學(xué)性質(zhì)極為活潑，它在游離時(shí)的能量在瞬間產(chǎn)生強(qiáng)力的氧化作用，進(jìn)行殺菌、消毒、解毒工作。細(xì)菌、病毒與臭氧結(jié)合后會(huì)改變分子結(jié)構(gòu)或能量轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致細(xì)菌病毒死亡，不再形成新病菌，能有效去除各種細(xì)菌、病毒、異味及新家具油漆釋放的有毒氣體(甲醛、TVOC、苯等)。 由于臭氧為彌漫氣體，消毒無(wú)死角，故消毒殺菌效果好。同時(shí)，臭氧在高溫下能迅速分解，形成氧氣，故不存在二次污染問(wèn)題。紫外線也能凈化空氣，消除霉味。
活性炭過(guò)濾器的使用對(duì)凈化空氣起著重要作用�；钚蕴純�(nèi)部有發(fā)達(dá)的空隙結(jié)構(gòu)和豐富的微孔組織，這些微孔組織具有強(qiáng)大的吸附力場(chǎng)，當(dāng)空氣中的有毒有害氣體與活性炭接觸時(shí)，活性炭微孔強(qiáng)大的吸附力場(chǎng)，能將有毒氣有害體的分子吸附到微孔內(nèi)。為了使污染空氣能充分與活性炭接觸，常采用強(qiáng)制對(duì)流的方式使污染空氣通過(guò)活性炭層［3］［4］［5］［6］。
根據(jù)我們的專利（專利號(hào)碼ZL 2008 2 0075226.8），購(gòu)買了核心的凈化材料，由凈化材料外形和尺寸設(shè)計(jì)了樣機(jī)的外觀，并制作了樣機(jī)，如圖1。
3. 測(cè)試方法和數(shù)據(jù)整理
通常都采用氣相色譜法檢測(cè)TVOC含量，也有采用傅里葉變換紅外光譜法、熒光光譜法、離子色譜法和反射干涉光譜法等。我們采用TVOC檢測(cè)儀，其原理為氣相色譜法。圖2為 TVOC測(cè)量?jī)x，首先在居民家中新家具中進(jìn)行測(cè)試如圖3。數(shù)據(jù)如表1。
在居民家中測(cè)試的一小時(shí)零十五分鐘內(nèi)，TVOC含量從關(guān)上柜門時(shí)開(kāi)始上升，當(dāng)樣機(jī)啟動(dòng)后逐漸下降，但降幅不大，只有10%。為了更好的看出濃度的變化，借到一個(gè)放有大芯板的試驗(yàn)箱，在操作口處貼了一層透明的塑料膜，以便觀察測(cè)量讀數(shù)，經(jīng)過(guò)兩小時(shí)多十五分鐘的測(cè)試，降幅達(dá)到24.9%，如表2和圖6。
4. 分析和結(jié)論：
不管是新家具還是試驗(yàn)箱，剛開(kāi)始測(cè)試都發(fā)現(xiàn)其TVOC含量不斷升高，當(dāng)打開(kāi)樣機(jī)時(shí)，其含量并沒(méi)有立即下降但也沒(méi)有上升，說(shuō)明家具和試驗(yàn)箱內(nèi)大芯板TVOC的釋放量和樣機(jī)吸收凈化TVOC量近似達(dá)到平衡狀態(tài)，然后才緩慢下降，說(shuō)明樣機(jī)在起作用。由于時(shí)間和條件的限制，家具內(nèi)部空氣凈化器的樣機(jī)沒(méi)有經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的測(cè)試，但通過(guò)數(shù)據(jù)和直觀圖表可以看出其對(duì)家具內(nèi)部空氣的凈化作用達(dá)到10%~24.9%。
由于新家具的板材會(huì)釋放出濃度較高TVOC， 所以需要很長(zhǎng)一段時(shí)間的治理才可達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。樣機(jī)的效果在短時(shí)間里不是非常突出，分析其原因有可能是 ： (1)樣機(jī)的風(fēng)量太小，短時(shí)間內(nèi)家具內(nèi)部空氣的循環(huán)次數(shù)少。
(2)測(cè)試時(shí)間太短，所選家具為普通新家具和新的大芯板，揮發(fā)的TVOC濃度高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
(3)樣機(jī)活性炭過(guò)濾器太小，和空氣充分全面接觸需要較長(zhǎng)的時(shí)間，且容量小，很容易達(dá)到飽和。
參考文獻(xiàn)
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�。�5］ 陳益武 相里梅琴.室內(nèi)顆粒狀污染物與空氣過(guò)濾器的確定［J］.潔凈與空調(diào)技術(shù)，2006(1):26~28.
�。�6］ 中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》.
［文章編號(hào)］1006-7619（2011）12-23-153
