环保论文-应用活性炭吸附法改善室内空气品质.doc

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1、环保论文:应用活性炭吸附法改善室内空气品质环保论文:应用活性炭吸附法改善室内空气品质发表时间:2006-11-59:31:36环保论文:应用活性炭吸附法改善室内空气品质论文作者：王勤禹耿世彬摘要:活性炭吸附材料对室内气态污染物具有优秀的吸附性能，活性炭过滤器逐渐应用于民用建筑空调系统中。简要介绍了活性炭的发展历史、分类、结构、性质,以及活性炭吸附室内污染物的物理和化学作用机理；同时对活性炭所去除的污染物种类也作了简要概括。关键词：活性炭空气品质物理吸附化学吸附1室内空气品质随着科学技术的飞速发展，人类在生活居室环境方而获得了巨大的改善。空调的广泛使用给人们创造了一个以温湿度为主的舒适性环

2、境，但同时也带来了室内空气品质问题，尤其是无新风系统的空调房间，导致了“病态建筑综合症"、“建筑相关病'‘和多种化学物过敏症。“病态建筑综合症”的常见症状主要有头痛、神经疲劳、皮肤干燥、鼻塞、流鼻涕、流泪、眼痒等等。“建筑相关病”是指由空气中的某种成分直接引起的病症，比较严重的有“军团病”、“超敏性肺炎”等，有时甚至能带来生命危险。所谓室内空气品质，一般是指在某个具体的环境内，空气中的某些要索对人群工作、生活的适宜程度，是反映了人们的具体要求而形成的一种概念。这种概念是建立在“以人为本"的基础上的。显然，人们不仅要求适宜的室内温湿度，而月.人们还要求室内空气是新鲜的，无污染的，从而引发了

3、对室内空气品质的广泛研究。室内空气基本污染物与污染源如下：表一室内主要污染物及其来源污染物污染源悬浮微粒燃烧、抽烟、人体烟草烟雾人的吸烟行为有着庞大的分子结构。它有着自己的独特结构。它由排列成六角形的碳原子平面层组成，但是这些平而不是完全沿共同的垂直轴排列而是一层与一层的角位移杂乱而无规律，这种结构叫“螺层状结构S在活化过程中，基本微晶之间清除了各种含碳化合物和无序碳这样便产生了空隙。所剩余的碳之间堆积相当疏松，但相互的联结却相当牢固。因此各微晶之间才有许多形状不同，大小不等又有-•定强度的空隙，按孔径大小一般分为大孔、中孔和小孔。1972年国际精细应用化学联合会原苏联学者杜宾宁依据活性

4、炭的物理性能把三种空隙的分类作了具体的规定。活性炭90%的表而积都在微孔上，所以微孔是决定其吸附性能的重要因素。表二活性炭孔隙分类孔型联合会规定的孔隙直径(nm)微孔<2.0中孔2.0〜50大孔>50在活性炭的吸附过程中，这三种孔隙各有其特殊功能。对吸附来说，微孔是最重要的,它的比表面积可达几百甚至上千m7g,孔容也比较大。微孔在很大程度上决定着活性炭的吸附能力。活性炭的吸附特性不仅取决于它的孔隙结构，而且取决于它的化学组成。由于基本微晶在活化时，一部分被烧掉，受到不完整石墨层的T•扰改变了碳骨架电子云的排列，出现了不完全饱和价或成对电子直接影响着活性炭的吸附特性。另一影响活

5、性炭吸附特性的是结构中的杂原子。活性炭中的杂原子有两种来源：一种是以化学结合的元索形成的，如氧和氢，这些元素一般原材料，在炭化时不能完全分解遗留下来的，有的则是活化时，和活化剂进行化学反应结合在表面上的。另一种是灰分，这些灰分主要活性炭的原材料，也有少数是生产过程带入的。灰分使活性炭的微晶结构产生缺陷，氧被化学吸着于这些缺陷上，从而提高了活性炭对极性分子的吸附作用。灰分的存在对气体吸附（如二氧化硫、水蒸气、醋酸等）也有直接影响。在活性炭中加入某些无机化合物（如a1c13、naoh>cuo等）可使活性炭改性，吸附性能发生了某些明显的变化。对某些物质的吸附也可产生奇特的效果。氧和氢的存在对活

6、性炭的吸附性能影响较大，它们以化学键与碳原子结合，是活性炭结构的有机部分。它们是优良活性炭的-重要组分。按照固体表面多相理论，氧、氢和其他杂原子结合在微晶的边缘和角上的碳原子上，因为这种碳原子不完全饱和，反应性较高。在所有结合的元素中，氧比其他元素更引起人们的重视。因为氧对活性炕疚14・y呐帕屑按窄0兄卮笥跋镰u庵直碧娼岷系难醵运紙推潔曰蚩杉宓奈侥芟t兄卮笥跋賺?/p>0-0表面化合物是多样的。例如：CT表面络合物、表面氧化物、表面氧化化合物和化学吸着氧。这些化合物分成两类：一类是在温度低于100C时，气态氧和活性炭表面发生反应生成氧的络合物，经水合作用生成疑基和其他碱性基，这些碱

7、性基可以起到离子交换作用；当加热到1000°C时，则生成气态氧化物，从活性炭表面脱除。另一类是在300〜500°C下，氧与活性炭接触生成酸性氧化物，经水合作用可生成酸性表而化合物，也有离子交换能力。由表面氧结合的官能团主要有：羟基、竣基、酚基、内脂、醍。但只有一部分氧结合在这些官能团中，其余的则是以醴性链同碳表面结合。在活性炭中，还结合有n、cl等其他元素，这些原子的结合对活性炭的吸附性能也有着明显的影响。综上所述：在活性炭中，由于