活性炭等吸附性材料对甲醛吸附能力的测试方法探讨

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1、活性炭等吸附性材料对甲醛吸附能力的测试方法探讨柳敏刘朝军（浙江朝晖过滤技术股份有限公司浙江314511）摘要：采用自主搭建的1m3环境试验舱测试了活性炭等吸附材料对甲醛的吸附能力，并通过多次试验对测试过程中的实验条件进行了优化，初步建立了一种测试活性炭对甲醛气体去除率和饱和吸附量的方法。与已有文献相比，该方法操作方便，重现性好，可得到较为可靠的结果。关键词：甲醛；活性炭；环境试验舱；去除率；饱和吸附量室内空气质量的优劣直接影响人体的健康。随着人们环保意识的增强，空气净化器应运而生。目前市面上大多数空气净化器主要采用颗粒

2、活性炭、活性炭纤维毡、蜂窝状活性炭过滤网、活性炭瓦楞纸过滤网等吸附性材料的物理吸附来去除甲醛等室内有害气体污染物，材料的吸附性能直接决定着空气净化器对有害气体污染物的去除能力[1]。但是，现阶段我国缺乏针对室内装修污染净化的活性炭等材料的净化性能检测标准，测试这些材料对甲醛吸附能力的方法也相对较少，且测定方法也不完善[2-4]。本文参考已有文献方法，以颗粒活性炭为吸附剂，甲醛为吸附质，通过多次试验尝试与验证，初步建立了一种活性炭等吸附性材料对甲醛气体吸附能力的测试方法，该方法操作方便，重现性好，可得到较为可靠的结果。1

3、实验条件1.1环境试验舱自制玻璃环境试验舱：有机玻璃材质；容积，1m3（1m×1m×1m）；舱门在试验舱正面，大小0.36m×0.66m，舱门上设置一双操作手套；试验舱相对的两个侧面各设置一个采样孔；试验舱体内表面光滑，所有连接处均经过密封处理，试验舱的漏气率小于0.05m3/h，符合QB/T2761-2006[5]附录A中空气试验舱的要求；附加设备：循环风扇；加热套，用作甲醛气体发生器；净化风机；活性炭盛放过滤网（290mm×290mm）。1.2实验仪器与试剂实验仪器：QCS-3000型双气路大气采样器（上海精密仪器

4、仪表有限公司）；721型可见光分光光度计（上海精密仪器仪表有限公司）；大型气泡吸收管（10mL）；多孔玻板采样管（50mL）；温湿度表；微量进样器。试剂及样品：甲醛溶液，AR，37.0~40.0%；酚试剂，AR；硫酸铁铵，AR；乙酸，AR；乙酸铵，AR；乙酰丙酮，AR；煤质颗粒活性炭，碘吸附值900mg/g。作者简介：柳敏（1985-），男，硕士，浙江朝晖过滤技术股份有限公司，研发工程师，主要从事化学过滤器研发。E-mail:380358183@qq.com2实验方法2.1实验步骤称取一定量的颗粒活性炭，于105℃下干

5、燥1h，干燥冷却后取50g平铺在过滤网内，并用自封袋密封。注一定量的甲醛溶液于加热套中的蒸发皿上，立即将舱门密封。打开循环风扇与加热套的加热开关，待甲醛溶液蒸发完后关闭加热套，平衡一定时间后，关闭循环风扇，采集舱内气体并测试其浓度，此浓度为初始浓度。打开自封袋，取出活性炭过滤网，并将其放在净化风机进风口，同时开启循环风扇和净化风机，分别在1.0h，2.0h，3.0h，4.0h后采集舱内气体并测试其浓度。2.2甲醛测试方法低浓度甲醛气体（1.0mg/m3以下）：依据GB/T18204.26-2000《公共场所中甲醛的测定

6、方法》[6]检测；高浓度甲醛气体（1.0mg/m3以上）依据GB/T15516-1995《空气质量—甲醛的测定—乙酰丙酮分光光度法》[7]检测。2.3甲醛吸附能力评价方法评价活性炭吸附能力的重要指标包括活性炭对甲醛的去除率和饱和吸附量。用活性炭吸附一段时间后，舱内甲醛被去除的相对量来表示活性炭对甲醛的去除率η：（式1）式中：——舱内甲醛的初始浓度，mg/m3；——t时间后舱内甲醛的浓度，mg/m3；由于甲醛自身的分解、附着、舱内壁吸附及泄露等因素会引起甲醛的自然衰减，在计算甲醛去除率时必须考虑自然衰减，扣除自然衰减率R

7、t，计算式为：（式2）式中：——未加活性炭时，舱内甲醛的初始浓度，mg/m3；——未加活性炭时，t时间后舱内甲醛的浓度，mg/m3；活性炭对甲醛的饱和吸附量Q用单位质量的活性炭吸附达到饱和时所吸附甲醛的质量来表示。可设计如下实验：在相同的实验条件下，重复多次吸附平衡实验，直至活性炭吸附饱和，即舱内甲醛去除率接近自然衰减率，并根据下式计算：（式3）式中：——第i次吸附过程中舱内甲醛的初始浓度，mg/m3；——第i次吸附过程中舱内甲醛的吸附平衡浓度，mg/m3；R——自然衰减率，%；V——环境试验舱容积，m3；m——活性炭

8、的质量，g；吸附平衡时间越短及去除率越大，说明活性炭的吸附速率越快；活性炭的饱和吸附量越大，说明吸附能力越强。3结果与讨论3.1甲醛初始浓度的确定在其他条件相同的情况下，活性炭等材料对甲醛气体的去除率与甲醛气体的初始浓度有关。高浓度时吸附时间短，去除率大；低浓度时，吸附时间长，去除率小；因此，在检测中需要确定一个合理的甲醛初始浓度