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| 哪些方面体现多孔炭材料在室内废气处理中广泛应用？ | |
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近年来，室内空气质量问题越来越受到人们的关注，室内废气处理技术也正成为环境工程研究的新热点。作为优良的吸附材料，多孔炭材料在室内废气处理技术中日益得到广泛的应用。
1 多孔炭材料的特性
活性炭纤维是由有机纤维经炭化、活化而制得的新型炭材料。与颗粒状活性炭相比，活性炭纤维比表面积更发达,微孔直径小(集中在1ｎｍ左右)且丰富(微孔的体积占总孔体积的90%以上)，同时微孔直接开口于纤维表面，因而具有吸附容量大、吸附效率高、吸附、脱附速度快等优点。由于其结构和性能的特殊性，用活性炭纤维吸附室内空气污染物已成为科研工作者的研究热点，并展现出广阔的应用前景。
多孔炭是指具有丰富孔隙结构的碳素材料，各种形态的活性炭是这类材料的典型代表。自18世纪发现木炭具有吸附气体的作用以来，以活性炭为代表的多孔炭材料陆续在许多领域，尤其是吸附分离领域得到广泛应用。活性炭具有高度发达的微孔结构，因而具有强大的吸附能力。由于孔径分布宽,活性炭能吸附各种不同大小的分子,适用于室内污染物浓度低、成分复杂的特点。此外，与沸石、硅胶、活性氧化铝等极性吸附剂相比，活性炭还具有非极性的特点。因此，活性炭被广泛用于吸附室内空气中的气态污染物。
2多孔炭材料在室内废气处理技术中的应用
2.1无机气体的净化
2.1.1氮氧化物
Ｍochidai等人在室温条件下用硫酸再活化活性炭纤维，用NH3使NO还原成Ｎ2，转化率在90%以上,在干燥的条件下，转化率可达100%。Kaneko Ｋ等人实验表明,活性炭纤维对NO的吸附性能良好 ，用α-ＦeOOH处理的活性炭纤维对NO的吸附量高达150mg/g。
2.1.2氨和胺类化合物
活性炭纤维表面官能团能与氨或氨基形成氢键、离子键等，对胺类化合物的吸附量很大。特别是硫酸活化后，对氨的吸附量(质量分数)可由0.2%增加到3%以上，在室温下能有效地吸附氨而且受湿度的影响小。
2.1.3臭氧
有研究表明，活性炭纤维不仅能很好地吸附臭氧，而且其表面官能团能催化臭氧分解。臭氧入口质量分数为3×10-6，吸附层高度2～5ｃｍ，气体线速度为0.5ｃｍ/ｓ时，聚丙烯氰基活性炭纤维(PAN -ACF)对臭氧的吸附量。实际应用中，将活性炭纤维布包附在复印机机壳内，用于处理复印机等设备产生的臭氧。日本研究者还研制出了供分解低浓度臭氧使用的蜂巢状活性炭滤器。
2.2微生物的处理
相对于气态污染物的防治而言，对微生物污染的控制技术研究较少。事实上，从某种程度上讲，许多呼吸道传染病都是由于室内空气中的细菌或病毒造成。因此,在研究气态污染物处理技术的同时，也应加强对消除微生物污染的技术研究。将活性炭吸附与光催化氧化技术结合的方法不仅能有效降解各种气态污染物,还能将微生物富集起来，通过光催化氧化起到集中杀灭微生物的作用。
2.3 香烟烟雾的净化
香烟烟雾的粒径大致在0.01～1μｍ范围内,含有上百种有害物质，可被吸入人体肺部，是室内空气污染物重要污染源之一。Qlander等用活性炭和载负氧化铝的吸附床及电子空气净化器来去除香烟烟雾中的气态组分。
日本有关专家的研究表明，活性炭纤维对香烟烟雾中的有害成分有很高的吸附率，对许多化合物的吸附率在90%以上，,能有效地清除香烟烟雾中的有害物质。
2.4放射性气体氡的废气处理
氡是一种具有放射性的气体。活性炭对氡具有较强的吸附能力，并已广泛用于环境氡的累积测量、探矿等各项科研活动中。国外很早就有学者对活性炭的吸附能力以及活性炭吸附床作了相关研究，并指出应尽量减少水分和其他挥发性有机污染物的干扰。
2.5挥发性有机气体的净化
挥发性有机物大多属于非极性或弱极性物质，因此适于选用非极性吸附剂来进行吸附。活性炭是一种非极性的多孔材料，对非极性或弱极性的挥发性有机物有较强的吸附能力。除此之外，由于活性炭的孔径范围宽，吸附容量大，因此广泛用于吸附室内空气中的挥发性有机化合物。活性炭对气体的吸附能力可用“亲合系数”和“平衡吸附容量”来表述，颗粒活性炭对一些气体的亲合系数分别为：苯1.0、甲苯1.25、二甲苯1.43、甲醛0.52、氯乙烷0.75、丙酮0.88、氯仿0.86、四氯化碳1.05、正己烷1.35、正庚烷1.59、氨0.28。对一些有机物的平衡吸附容量见表。
由以上数据可见,活性炭材料对许多室内常见的挥发性有机气体有良好的吸附性,相对无机气体而言,对有机气体的吸附性能更好一些。而活性炭纤维由于其巨大的比表面积和优异的孔结构,对许多有机物的平衡吸附容量优于颗粒活性炭。
多孔炭材料在室内废气处理技术中的广范应用，同时也促进了室内空气质量提高，大大提高了人们生活条件。
7/28/2011 | |
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