活性炭吸附室内甲醛效果的影响因素

孙满忠++徐文娟++张明伟++王珊

室内甲醛的来源以及对人体的危害

现实生活中各种装修材料、家具，如贴墙布、贴墙纸、化纤地毯、泡沫塑料、除臭剂、消毒剂、防腐剂、烟草烟雾、书刊、油漆和涂料等，都能或多或少挥发出甲醛，引起室内甲醛含量增加甚至超标。甲醛对人的皮肤、肝脏、呼吸系统、免疫系统以及神经系统均有一定影响，还具有致突变和致癌作用，能引起循环代谢疾病和对人体的感官系统造成影响。若室内空气中甲醛含量过高，会危害人的身体健康，出现头疼，头晕等身体过敏状况，长期处于甲醛超标的环境中，可能会引起皮肤病、哮喘、胃癌等疾病，甚至有可能会导致死亡。

活性炭吸附甲醛效果的影响因素

活性炭用量、吸附时间。室内甲醛气体浓度会随活性炭吸附时间的增加而逐渐降低，而且吸附之后室内甲醛浓度均低于《室内空气质量标准》（GB/T 18883-2002）中的标准，即﹤0.10mg/m3， 但是当吸附时间超过 5 h 时后，室内甲醛浓度会有小幅升高， 普通活性炭吸附时间达到5h 左右时，去除率下降，出现脱吸现象。这说明活性炭的吸附时间并不是越长越好，超过一定时间后活性炭会脱附，因此它有一个最适合的范围，建议使用活性炭吸附5h左右为宜。

活性炭粒径。理论上讲，活性炭颗粒粒径越小，其吸附比表面积越大，吸附性能越好，从而导致粉末状活性炭吸附速率低于颗粒活性炭。林莉莉等人在探究中确定了在20～40目是吸附甲醛较为理想的粒径范围，在类型相同的情况下小颗粒的活性炭对甲醛表现出了较好的吸附效果，但粒径并非越小越好。杨磊探究活性炭孔径后发现活性炭在粉碎后，很多大孔和中孔会被破坏，所以由粉碎而带来的比表面积增加和由其导致的微孔破坏产生的表面积减少相抵消，最终使孔容和表面积增加有限，所以吸附量的变化与竹炭粒径的变化并不是成倍数关系的。大粒径炭的大孔也能起到输送气体的作用，不过相比而言粒径小一点的其吸附性能还是好一些，因为大粒径的竹炭还存在比表面积相对较小及一些微孔还不能与大孔完全相通的弊端。因此我们在使用竹炭用吸附时，并不需要将其粉碎得特别细，只需适当粉碎便既能达到去除甲醛的目又经济适用，所以一般购买后在使用时粉碎至20～40目左右为宜。

温度。室内的甲醛挥发会随着室内温度升高而加快，因此用活性炭去除甲醛的时候，环境温度对其吸附效果会产生很大影响，杨磊等用分光光度法测定不同温度下一定粒径的竹炭对甲醛的吸附，发现温度在55℃ ，吸附时长3h为最佳吸附条件，吸附量可以达到 68.5mg /g。因為温度升高，分子运动的速率加快，单位时间里与竹炭活性吸附点接触的分子增多，也就是吸附速率增大，最终单位时间内被吸附的分子数也增多，所以温度升高使最大吸附值前移，吸附量会逐渐下降，这是由于吸附达到动态平衡后，随时间的延长，水蒸气与甲醛蒸气对竹炭上活性吸附点的争夺而导致的。因为甲醛在竹炭上的结合能力比水的弱，易解脱，而水分子依然可以被吸附在甲醛分子脱附后的部位上，因此除甲醛时建议室温不要太高55℃左右最好。

湿度。甲醛可溶于水，所以当室内湿度比较的大的时候用活性炭吸附甲醛的效果会提高很多，有研究者用胶合板不断释放甲醛，使得干燥器内甲醛浓度达到0.35mg/m3，再用水吸收法经过一定时间的吸收可使干燥器内甲醛浓度由0.35mg/m3降到0.11mg/m3。这说明室内湿度对与活性炭吸附甲醛有显著的影响。当相对湿度等于80%时，活性炭的吸附量减少到单组分吸附的50%左右，说明去除甲醛的最佳湿度保持在50%以下去除效果较好。

活性炭吸附效果的影响因素研究则主要包括活性炭的粒径大小、用量、吸附时间、温度以及湿度等因子，而在PH方面研究的较少；PH的影响其实在一定程度可以归结到改性活性炭的研究中。在光照强度方面，随着光照强度的增加甲醛挥浓度增强，因此一般的环境条件除了压力以外可以说都有了一定的研究进展，但是通常我们室内环境大气压是恒定不变的，市民们去除室内活性炭一般都是选择通风以及用活性炭吸附，因此广大市民们去除活性炭只需在购买时选择颗粒状大小，使用时控制室内温度、湿度、以及吸附时间在最适值范围内即可。

基金项目：沈阳师范大学“大学生创新创业训练计划”校级项目（201610166200104）和院级项目资助。endprint