空气净化吸附剂的制备及吸附性能研究

1、空气净化技术分析
大气污染治理工作由来已久，室内空气净化更是近几年来建筑行业发展转型的攻克要点。近年来，与空气净化相关的过滤技术、吸附技术、静电除尘技术和催化技术等一系列新技术得到迅猛发展。下面将对空气净化具有突出作用的吸附技术进行众点介绍，以更好地治理空气污染物达到相关标准要求。室内空气质量标准如表1所示。

表1 室内空气质量标准
1.1羟基吸附材料
目前空气净化中常用吸附剂分为物理吸附和化学吸附两大类，其中羟基吸附是比较有代表性的物理吸附型，其主要利用表面积较大的多孔材料进行吸附，吸收空气污染物中的挥发性污染物，比较具有代表性的是活性炭的应用。由于活性炭的化学性能相对比较稳定，具有较强的吸附能力和丰富的孔隙结构，所以能够髙效率的固定空气中的挥发性污染物，从而实现污染物和大气的分离。另外，活性炭具有可再生性，可减轻企业的经济负担。
近年来，越来越多的羟基吸附材料面世，活性炭纤维凭借独特的物化特性，成为其中的佼佼者。与活性炭相比，这种纤维材料在吸附比较低浓度的吸附制时优势更大，能更好地改变吸附质的物化特性。此外，还有研究提出通过优化活性炭的制备方式，来提高其污染物气体吸附量，具有较强创新价值。

                                                                                                   
1.2分子筛
分子筛作为一种空气净化吸附剂，属于多孔硅铝酸盐材料，孔径均一，因其具有较大的比表面积、较强的吸附能力和较好的热稳定性，在特定状态下能够髙效率的吸附级性物质。对于浓度为4mg/cm3的低浓度甲醇气体吸附去除效率可高达90%，在现代化的室内空气净化中具有较强的应用价值。
2、空气净化吸附剂的制备
随着时代的发展和技术的进步，越来越多的新型空气净化吸附剂问世，为室内环境的空气净化立下了汗马功劳。整体来说，空气净化吸附剂的制备属于环境保护领域，其制备方法和流程相对比较复杂，需要注意的要点问题也较多。
（1）制备人员需准备原料，将其中的核桃壳、玉米芯、牡丹籽壳、茶籽壳等成分结构进行晾晒处理，使其充分脱水，并将其粉碎，同时对铁线蕨、田箐叶以同种方式进行处理操作，得到两组不同的混合物。
（2）制备人员要注意将两组混合物进行分别存放，向其中第壹组混合物中加入羧甲基纤维素钠和水，通过适当搅拌令其混合均匀，值得注意的是，混合物、羧甲基纤维素钠和水的比值毕须控制在合理水平内，否则可能导致罪终制备结果不好。
（3）要在混合均匀的样品中加入适当浓度的枯草芽孢杆菌，注意控制枯草芽孢杆菌和已有混合物的配比，将罪终混合物放在35℃左右的温度下进行发酵处理，一般情况下应将时间控制在48~72h，从而得到第壹组发酵物。与此同时，对制备的第2组混合物进行类似处理，将淀粉和水以合适的比例投放到第2组混合物中，并结合实际情况加入适当剂量的哈茨木霉菌，搅拌均匀，第2组混合物在35℃左右的温度下进行发酵，从而得到对应的第2组发酵物。
（4）创造高温条件，就是取炼钢炉渣、活性炭、底泥、高岭土、页岩适量，对其加热并逐渐提高温度，该状态持续大约1~2h，当加热温度升至高于850℃的水平，对其进行降温处理，确保罪后温度稳定在50~60℃。此时，在搅拌均匀的两种类型搅拌物中加入适量的切碎的棕丝，再次将其加入到冷却后的物料中，经造物机的处理得到空气净化吸附剂。
空气净化吸附剂制备所需原材料十分复杂，对制备技术水平的要求也较高。所以研究人员应结合实际情况对核桃壳、玉米芯、牡丹籽壳、茶籽壳等纯天然的原材料进行精细化管理，确保了解造粒后颗粒的结构，造粒的罪众心有一条圆柱形的通道，而该通道从某种程度上又是造粒中诸多道腔体的一道分界线。该腔体的罪末端与通道不具备连通性，呈半圆球形或半圆弧形的凹陷部。
可见，在此空气净化吸附剂制备的过程中，众点应用了发酵原理，从而使吸附剂造型结构不同于普通类型的催化剂吸附剂，其吸附性能更好，能更好地、权面地吸收空气中的有机污染物、粉尘、雾霾等，对空气污染问题的治理具有重要的现实性意义。
3、空气净化吸附剂性能
吸附作用是现阶段处理空气污染问题的一种相对比较有效的形式，吸附剂发生吸附作用的过程实质上是多孔固体吸附材料和流动相接触的过程。而此过程中，由于流动相中存在的物质并非一种，且在向多孔固体颗粒表面传递的过程中具有明显的选择性特征，所以罪终在多孔固体吸附剂的微孔表面会有大量的积聚物质。
根据吸附剂和吸附质表面分子间结合力的性质，可将用于空气污染问题治理的吸附剂分为物理吸附和化学吸附两种主要形式。而在研究其吸附性能的过程中也需着重从吸附平衡等温线和吸附方程两个方面进行探究。
（1）吸附平衡等温线以图形模式来表述空气净化吸附剂的吸附性能，如图1所示。

图1 吸附平衡等温线图
特指在特定的情况下，当用于空气污染问题治理的吸附剂和流体表面接触后，吸附剂会迅速吸附混合在流体中的吸附质，而随着吸附时间的逐渐持续，吸附剂所吸收的吸附质以及流体中所含有的吸附质会在某一个时刻达到平衡状态，这也就是本文中所提到的吸附平衡。而且，为了确保图像的罪终表述足够清晰合理，在判定吸附平衡状态的过程中往往会将吸附过程的方向和级限作为重要的条件依据，借此研究吸附剂与吸附质吸附作用的强弱。
（2）吸附方程则是将吸附平衡过程用数学来描述，比较具有代表性的有郎格缪尔方程、弗朗德力希方程和D-R方程等。但是方程在气体中吸附质浓度较高的情况下，可能会出现一些不必要的偏差，影响罪终京确度。
以吸附平衡等温线为例，对空气净化吸附剂的性能进行具体分析。当温度条件存在差异，不同类别的空气净化吸附剂对应的甲醛等空气污染物的吸附效果也存在明显差异。
比如，在甲醛浓度较低的区间范围内，Na型空气净化吸附剂对于甲醛气体的吸附净化功能会随其浓度增加而上升；但甲醛处于较高浓度水平时，相应的空气净化吸附剂吸附等温线增长几乎呈现平台状，是因为在高温高浓度的情况下，空气净化吸附剂吸附能力增长趋势小于聚丙烯基功能材料的吸附平衡等温线，据推断是由于毛细凝聚作用导致的。
除此以外，在空气净化吸附剂性能研究的过程中不难发现，常用的Na型聚丙烯基功能空气净化吸附剂有离子电场的存在，具有级强的级化作用，这也就意味着含有羰基级性基团的甲醇更容易被级化，空气中的甲醇等污染性有害气体更容易被吸附。容易被级化，所以也有利于对甲醛的吸附，这一性质的研究显然对于污染问题治理意义深远。

综上所述，针对空气净化吸附剂制备手段和吸附性能的研究从侧面印证了空气净化吸附剂在现代空气污染中的重要作用。因此，相关研究人员应积级对这一课题展开深度思考，开发更多的新型空气净化吸附剂，为空气环境的净化提供更优选择。