??????? 2.2.2　無(wú)機(jī)氣體的凈化
??????? 2.2.2.1　氮氧化物　Kaneko Ｋ等人實(shí)驗(yàn)表明,活性炭纖維對(duì)NO的吸附性能良好 ，用α-ＦeOOH處理的活性炭纖維對(duì)NO的吸附量高達(dá)150mg/g。
??????? Ｍochidai等人在室溫條件下用硫酸再活化活性炭纖維，用NH3使NO還原成Ｎ2，轉(zhuǎn)化率在90%以上,在干燥的條件下，轉(zhuǎn)化率可達(dá)100%。
??????? 2.2.2.2　氨和胺類(lèi)化合物　活性炭纖維表面官能團(tuán)能與氨或氨基形成氫鍵、離子鍵等，對(duì)胺類(lèi)化合物的吸附量很大。特別是硫酸活化后，對(duì)氨的吸附量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))可由0.2%增加到3%以上，在室溫下能有效地吸附氨而且受濕度的影響小。
??????? 2.2.2.3　臭氧　有研究表明，活性炭纖維不僅能很好地吸附臭氧，而且其表面官能團(tuán)能催化臭氧分解。表2列出了臭氧入口質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3×10-6，吸附層高度2～5ｃｍ，氣體線(xiàn)速度為0.5ｃｍ/ｓ時(shí)，聚丙烯氰基活性炭纖維(PAN -ACF)對(duì)臭氧的吸附量。實(shí)際應(yīng)用中，將活性炭纖維布包附在復(fù)印機(jī)機(jī)殼內(nèi)，用于處理復(fù)印機(jī)等設(shè)備產(chǎn)生的臭氧。日本研究者還研制出了供分解低濃度臭氧使用的蜂巢狀活性炭濾器。
??????? 2.2.3 香煙煙霧的凈化　香煙煙霧的粒徑大致在0.01～1μｍ范圍內(nèi),含有上百種有害物質(zhì)，可被吸入人體肺部，是室內(nèi)空氣污染物重要污染源之一。Qlander等用活性炭和載負(fù)氧化鋁的吸附床及電子來(lái)去除香煙煙霧中的氣態(tài)組分。
??????? 日本有關(guān)專(zhuān)家的研究表明，活性炭纖維對(duì)香煙煙霧中的有害成分有很高的吸附率，對(duì)許多化合物的吸附率在90%以上，,能有效地清除香煙煙霧中的有害物質(zhì)。[5]
??????? 2.2.4　微生物的處理　相對(duì)于氣態(tài)污染物的防治而言，對(duì)微生物污染的控制技術(shù)研究較少。事實(shí)上，從某種程度上講，許多呼吸道傳染病都是由于室內(nèi)空氣中的細(xì)菌或病毒造成。因此,在研究氣態(tài)污染物處理技術(shù)的同時(shí)，也應(yīng)加強(qiáng)對(duì)消除微生物污染的技術(shù)研究。將活性炭吸附與光催化氧化技術(shù)結(jié)合的方法不僅能有效降解各種氣態(tài)污染物,還能將微生物富集起來(lái)，通過(guò)光催化氧化起到集中殺滅微生物的作用。
??????? 2.2.5　放射性氣體氡的處理　氡是一種具有放射性的氣體?；钚蕴繉?duì)氡具有較強(qiáng)的吸附能力，并已廣泛用于環(huán)境氡的累積測(cè)量、探礦等各項(xiàng)科研活動(dòng)中[9]。國(guó)外很早就有學(xué)者對(duì)活性炭的吸附能力以及活性炭吸附床作了相關(guān)研究，并指出應(yīng)盡量減少水分和其他揮發(fā)性有機(jī)污染物的干擾[11]。
??????? 3　室內(nèi)空氣污染控制存在的問(wèn)題及其發(fā)展方向多
??????? 孔炭材料在室內(nèi)空氣污染治理方面的應(yīng)用已取得了一定的成果，并表現(xiàn)出巨大的應(yīng)用前景，但仍存在一些問(wèn)題。
??????? 3.1　非生產(chǎn)性室內(nèi)環(huán)境盡
??????? 管多孔炭早已廣泛用于室外大氣污染和水污染的治理中，并且近年來(lái)在室內(nèi)空氣污染尤其是室內(nèi)有機(jī)污染物的吸附中也開(kāi)始得到應(yīng)用，但相關(guān)研究還很少。目前，雖然不難了解到可被吸附的污染物種類(lèi)和一些基本的吸附性能的數(shù)據(jù),但這些數(shù)據(jù)多來(lái)源于如生產(chǎn)性車(chē)間這樣的工業(yè)實(shí)踐中。對(duì)于一種吸附劑來(lái)說(shuō),不同的氣體濃度有不同的吸附性能。由于工業(yè)排放的氣態(tài)污染物的濃度比一般非生產(chǎn)性室內(nèi)空間的空氣污染物濃度高得多，因此將這些數(shù)據(jù)應(yīng)用到非生產(chǎn)性室內(nèi)環(huán)境時(shí)必須謹(jǐn)慎。
??????? 3.2　競(jìng)爭(zhēng)吸附在
??????? 選擇一種吸附材料時(shí)，必須清楚其對(duì)某種特定或一系列污染物的吸附性能。目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)關(guān)于多孔炭材料對(duì)室內(nèi)空氣污染物的吸附研究主要還停留在吸附容量等基本吸附性能方面。關(guān)于去除效率、濕度對(duì)吸附過(guò)程的影響，不同污染物的競(jìng)爭(zhēng)吸附的系統(tǒng)研究尚未見(jiàn)報(bào)道。一般認(rèn)為，水蒸氣并不干擾有機(jī)物和其他化合物在活性炭上的吸附過(guò)程。但國(guó)外有研究表明[5]，當(dāng)空氣中的相對(duì)濕度超過(guò)40%時(shí)，活性炭能吸附大量的水蒸氣而嚴(yán)重降低其對(duì)有機(jī)分子的吸附能力。此外，由于實(shí)際應(yīng)用中,室內(nèi)空氣污染物成分復(fù)雜，因此競(jìng)爭(zhēng)吸附的研究非常重要。
??????? 3.3　活性炭改性技術(shù)目
??????? 前普通活性炭對(duì)室內(nèi)氣體的吸附多屬于物理吸附，能夠吸附幾乎所有的氣體。但是，僅有物理吸附時(shí)，只有極其微小的吸附能力,實(shí)用價(jià)值很小。而且,活性炭是疏水性物質(zhì)，有時(shí)缺乏對(duì)親水性物質(zhì)的吸附能力；同時(shí)物理吸附穩(wěn)定性很差,在溫度壓力等條件變化時(shí)容易脫附而造成二次污染?；瘜W(xué)吸附是利用吸附劑表面與吸附分子之間的化學(xué)鍵力所造成，具有在低濃度下的吸附容量大、吸附穩(wěn)定不易脫附和傳播、可以對(duì)室內(nèi)空氣中不同特性的有害物質(zhì)選擇吸附凈化等優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)表面化學(xué)改性,可變物理吸附為化學(xué)吸附，增加多孔炭材料的吸附能力或使其具有新的吸附性能。因此，積極探索針對(duì)處理室內(nèi)空氣污染物的活性炭改性技術(shù)，研究開(kāi)發(fā)出高效的炭質(zhì)吸附劑是室內(nèi)空氣凈化劑的重要發(fā)展方向之一。
??????? 目前國(guó)內(nèi)已有這方面的研究[8]，如在活性炭纖維上添附脂肪酸類(lèi)的酸性物質(zhì)，利用酸堿中和反應(yīng)以提高對(duì)氨(尿臭)的吸附性能；添加氫氧化鈉、碳酸鈉等堿性物質(zhì)到活性炭纖維上,利用酸堿中和反應(yīng)以提高對(duì)H2S、SO2、ClO 2、硫醇類(lèi)的酸性氣體的吸附性能；將碘、溴或其他化合物添附到活性炭纖維上，以將硫化氫、硫醇、硫醚類(lèi)物質(zhì)氧化成硫、硫酸或生成其他硫化物而積蓄；在活性炭纖維上添附胺及胺的誘導(dǎo)體，以提高活性炭纖維對(duì)醛類(lèi)的吸附性能；把鉑簇(鈀、鉑、銠一個(gè)以上)觸媒引入碳纖維載體上,以過(guò)渡金屬與H2S、CH3SH、NH3、NOX、CO等形成絡(luò)合物而去除等。
??????? 3.4 活性炭的催化
??????? 由于吸附劑始終存在吸附容量有限、使用壽命短等問(wèn)題，同時(shí)吸附達(dá)到飽和以后必須，操作過(guò)程必然為間歇。而催化具有操作連續(xù)的優(yōu)點(diǎn)，成為室內(nèi)空氣凈化的主要發(fā)展方向之一。例如，利用MnO2、ＣuO和Pt組成的催化劑可分解臭氧為氧。近年來(lái)，利用比表面積比活性炭更大的活性炭纖維上載附活性化學(xué)物質(zhì)，制備出具有去污、抗菌作用更強(qiáng)的凈化材料，應(yīng)用前景廣闊[1]。
??????? 在各種催化技術(shù)中,光催化氧化技術(shù)由于具有反應(yīng)條件溫和、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn),同時(shí)既能去除氣態(tài)污染物，又能去除微生物，有著巨大的應(yīng)用潛能，可望在各種室內(nèi)場(chǎng)合得以應(yīng)用。由于室內(nèi)環(huán)境中單一污染物的濃度很低，低濃度下污染物的光催化降解速度較慢，并且光催化氧化分解污染物要經(jīng)過(guò)許多中間步驟，有些中間產(chǎn)物是極其有害的物質(zhì)。為了克服這些不足，可采用光催化與吸附組合的方法。利用活性炭的吸附能力使污染物濃集到一特定環(huán)境，提高了光催化氧化反應(yīng)速率，吸附中間副產(chǎn)物使其進(jìn)一步被光催化氧化，達(dá)到完全凈化。同時(shí)，被吸附的污染物在光催化的作用下參加氧化反應(yīng)。因此，有可能通過(guò)光催化劑與活性炭的結(jié)合，使活性炭經(jīng)光催化氧化而去除吸附的污染物后得以，從而延長(zhǎng)使用周期。有關(guān)活性炭與光催化的組合方式以及吸附光催化機(jī)理尚處于探索階段，但光催化技術(shù)與多孔炭材料的吸附功能結(jié)合仍將是室內(nèi)空氣污染治理中最具前景的技術(shù)之一。[5]
??????? 將材料和設(shè)備結(jié)合，開(kāi)發(fā)和研制有效的室內(nèi)，是減輕室內(nèi)空氣污染的一個(gè)重要手段。活性炭與活性炭纖維作為吸附層在多種中已得到廣泛應(yīng)用，但存在壽命短、更換頻繁等問(wèn)題。室內(nèi)在國(guó)外發(fā)展較快，美國(guó)市場(chǎng)的年增長(zhǎng)率在10%以上[11]，我國(guó)剛剛起步，普及率還很低。因此，結(jié)合多孔炭材料吸附、催化技術(shù)的研究，加快開(kāi)發(fā)和研制有效并適合不同場(chǎng)合的室內(nèi)空氣凈化器具有廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。
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