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[摘 要]本文主要对室内空气净化技术进行系统介绍，并探讨了空气净化技术的发展方向，供同行参考。
[关键词]室内空气 净化技术 发展方向
中图分类号：TM925.16 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）21-0216-01
1引言
空气净化技术是指从空气中分离和去除一种或多种污染物的技术。应用空气净化技术一方面可以有效地改善室内空气质量、创造健康舒适的室内环境；另一方面也是节约建筑能耗的有效途径。采用增加新风量来改善室内空气质量，需要将室外进来的空气加热或冷却至室温，因而需要耗费大量能源，而应用空气净化技术来改善室内空气质量则可以避免因此而带来的能源消耗，降低建筑能耗。同时，本文将就对细颗粒物（PM2.5）的空气净化处理也作进一步的探讨，以便供大家参考和应用。
2室内空气净化技术概述
目前，室内空气的净化技术主要有过滤、吸附、低温等离子体、光催化、静电以及负离子等技术，另外一些新型空气净化技术如冷触媒、微生物技术等也有所报道。
2.1 机械过滤式空气净化技术
机械过滤式净化技术一般多用于小型空气过滤器，其通过多孔性过滤材料来实现的。室内空气经过风机加压后通过过滤材料，把悬浮在气流中的大于或接近过滤材料孔径的固体微粒或液体微粒截留而收集下来，从而达到净化空气的目的。因而，过滤式净化技术对于净化空气污染物不够完善，总体净化效果不佳。
2.2 过滤吸附型空气净化技术
由于空气中颗粒污染物和气态污染物的性质完全不同，因而应分别采用不同的净化机理予以去除。这种净化技术符合这一原则，将普通空气过滤技术与吸附材料的吸附技术结合起来，利用吸附材料对气体具有较强吸附能力的特点，提高了对气态污染物的净化效果，在总体上改善了净化性能，还适用于几乎所有的恶臭有害气体。而且脱除效率高，富集功能强，从而使其成为脱除有害气体比较常用的方法，是目前最常用的空气净化技术。但由于吸附材料存在吸附饱和状态，再生麻烦，对分子量小、沸点低的物质吸附效果差，实际使用还不够
方便。
2.3 等离子体空气净化技术
等离子空气净化技术就是利用介质放电，在电极间加上电压电晕放电，产生大量的离子、电子、自由基和激发态分子等活性粒子，活性粒子与气体分子碰撞使气体分子键打开，同时又产生如·OH等自由基和氧化性极强的03，氧化分解空气污染物，从而达到处理净化空气的效果。该技术净化能力强，受到广泛关注，但降解不彻底，会产生二次污染。
2.4 光催化空气净化技术
光催化氧化技术是建立在N型半导体能带理论基础上的，其实质是在光电转换中进行氧化还原反应。当N型半导体吸收一个能量大于或等于禁带能量的光子后，进入激发状态，此时价带上的受激发电子越过禁带而进入导带，同时在价带上形成光致空穴。光致空穴h十具有很强的捕获电子的能力，而导带上的光致电子e·又具有很强的活性，在Ti02表面形成了氧化还原体系。h+和e·与空气中的水分和氧气发生氧化还原反应产生氧化能力非常强的·OH等基团，可以氧化、分解有机污染物，最终将其分解为C02和H20。
常见的可以用作光催化剂的N型半导体种类很多，如Ti02、ZnO、CdS、W03、SrTi03、BaTi03、KaTi03、Fe203和ln203等，其中w03、Fe203和In203具有较窄的禁带宽度（分别为2.7ev、2.2 ev、2.8ev）对可见光敏感，但稳定性差；Ti02禁带宽度为3.ev，性质与SrTi03等相近，仅对紫外光敏感，对可见光利用率低，但其化学稳定性好、难溶、对人体无毒、来源充足、成本低，所以绝大多数的光催化反应的研究都采用Ti02作为催化剂。光催化氧化虽然具有化学性质稳定，氧化还原性强，使用寿命长等优点，但当污染物浓度较低时，光催化降解速率较慢，而且会生成许多有害的中间产物，影响净化效果。
2.5 其它空气净化技术
另外，负离子、静电技术等净化技术也都广泛应用于空气净化领域，还有一些新型的空气净化技术如微生物、冷触媒净化技术等也时有报道。负离子净化技术通过强电场产生负离子，与空气中的颗粒污染物结合形成“重离子”而沉降或吸附在物体表面，同时，通过负离子还能杀灭某些细菌，有一定的杀菌和净化颗粒污染物的作用，但无法净化气态污染物，同时也会产生臭氧等二次污染物。微生物净化技术就是利用微生物菌团将污染物分解成碳酸气和水而达到去除空气污染物的效果，但净化的效率不高。冷触媒净化技术着重考虑了在无光和可见光条件下对污染物及微生物的去除，广谱高效，但有效作用时间不长，须时常更新材料。
综上所述，各种空气净化手段都有一定的优点，但本身也存在很多的局限性。总的来说，目前对颗粒污染物的净化方法较成熟，但对气态污染物还缺乏实用高效的净化手段。因此，室内空气净化技术的改进应以提高气态污染物的净化效果为重点，才能适应当前的需要。
3 空气净化技术的发展方向
单纯利用某种空气净化技术都无法满足当前室内空气净化的要求，但是如果通过一定的复合方式将两种或者多种气净化技术结合在一起则能收到取长补短、优势互补的效果。目前，很多学者也都在向采用复合净化技术发展。
将光催化技术与吸附技术结合在一起，发展吸附与光催化的复合进化技术是一个重要的发展方向。吸附与光催化复合技术就是采用吸附材料作为载体负载光催化剂，利用吸附剂的吸附性能和光催化剂的催化降解功能，达到对室内空气中的低浓度有害气体彻底去除的效果。国内外的研究人员在吸附与光催化复合技术方面都进行了一些探索性研究。Lynette A、Tsukasa Torimot、古政荣、林兰钰、徐敏、赵丽宁等学者研究都表明吸附剂的吸附性能与Ti02的光催化作用能够相互促进，达到了更好的净化效果。光催化与吸附剂复合具有以下特点：1）可制成合理的结构形状，增大了净化的比表面积，提高了光利用率；2）借助吸附材料的吸附性能使空气中低浓度污染物在Ti02表面富集，加快了反应速率，抑制了中间产物，提高了污染物的矿化率；3）Ti02的光催化降解作用促使被吸附材料吸附的污染物NTi02表面迁移，从而实现了吸附材料的原位再生，达到更理想的空气净化效果。
4空气净化技术的推广应用
最近，我国中东部地区也有一段时间，陷入严重雾霆之中，北京有此发布史上首个霆橙色预警。2012年我国开始正式PM2.5监测，如何推广应用空气净化处理技术，可以对PM2.5进行很好处理？现在已经有汽车生产厂家，掌握改善车内空气质量的技术，成功做到很好降低PM2.5效果，主要方法如下：1）通过电磁除尘与极微细活性炭双重净化通道的运用，将PM2.5拒于车外。电磁除尘，采用极细纤维材料，制造强力除尘电场，主动吸附花粉、柴油废气、香烟、孢子等有毒害细颗粒物。强效除臭，采用极微细活性炭，吸附异味颗粒种类更多，祛除车内异味，顺畅通风。2）通过三重净化：第一层电离板，第二层蓬松静电棉，第三层HAF。可在30秒内迅速清洁车厢内直径大于0.2微米可悬浮颗粒物，实现当车外环境PM2.5大于150时，车内环境PM2.5小于12的效果，大大提升车内空气质量。如果车内有人吸烟，烟很快就会被过滤掉，车内环境也可以迅速被净化。 同样，若此项技术是否可以推广应用到城市住房中，可以让大家拥有一个能够呼吸健康空气的小空间，将更多为城市污染的改善提供了切实可行的方案。
结束语
随着对各种空气净化技术研究的不断深入，可以将多种净化技术通过适当方式有机结合，实现優势互补，使空气净化技术能够在室内高效安全地应用，控制和改善室内有机化学污染，提高室内空气质量。
[关键词]室内空气 净化技术 发展方向
中图分类号：TM925.16 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）21-0216-01
1引言
空气净化技术是指从空气中分离和去除一种或多种污染物的技术。应用空气净化技术一方面可以有效地改善室内空气质量、创造健康舒适的室内环境；另一方面也是节约建筑能耗的有效途径。采用增加新风量来改善室内空气质量，需要将室外进来的空气加热或冷却至室温，因而需要耗费大量能源，而应用空气净化技术来改善室内空气质量则可以避免因此而带来的能源消耗，降低建筑能耗。同时，本文将就对细颗粒物（PM2.5）的空气净化处理也作进一步的探讨，以便供大家参考和应用。
2室内空气净化技术概述
目前，室内空气的净化技术主要有过滤、吸附、低温等离子体、光催化、静电以及负离子等技术，另外一些新型空气净化技术如冷触媒、微生物技术等也有所报道。
2.1 机械过滤式空气净化技术
机械过滤式净化技术一般多用于小型空气过滤器，其通过多孔性过滤材料来实现的。室内空气经过风机加压后通过过滤材料，把悬浮在气流中的大于或接近过滤材料孔径的固体微粒或液体微粒截留而收集下来，从而达到净化空气的目的。因而，过滤式净化技术对于净化空气污染物不够完善，总体净化效果不佳。
2.2 过滤吸附型空气净化技术
由于空气中颗粒污染物和气态污染物的性质完全不同，因而应分别采用不同的净化机理予以去除。这种净化技术符合这一原则，将普通空气过滤技术与吸附材料的吸附技术结合起来，利用吸附材料对气体具有较强吸附能力的特点，提高了对气态污染物的净化效果，在总体上改善了净化性能，还适用于几乎所有的恶臭有害气体。而且脱除效率高，富集功能强，从而使其成为脱除有害气体比较常用的方法，是目前最常用的空气净化技术。但由于吸附材料存在吸附饱和状态，再生麻烦，对分子量小、沸点低的物质吸附效果差，实际使用还不够
方便。
2.3 等离子体空气净化技术
等离子空气净化技术就是利用介质放电，在电极间加上电压电晕放电，产生大量的离子、电子、自由基和激发态分子等活性粒子，活性粒子与气体分子碰撞使气体分子键打开，同时又产生如·OH等自由基和氧化性极强的03，氧化分解空气污染物，从而达到处理净化空气的效果。该技术净化能力强，受到广泛关注，但降解不彻底，会产生二次污染。
2.4 光催化空气净化技术
光催化氧化技术是建立在N型半导体能带理论基础上的，其实质是在光电转换中进行氧化还原反应。当N型半导体吸收一个能量大于或等于禁带能量的光子后，进入激发状态，此时价带上的受激发电子越过禁带而进入导带，同时在价带上形成光致空穴。光致空穴h十具有很强的捕获电子的能力，而导带上的光致电子e·又具有很强的活性，在Ti02表面形成了氧化还原体系。h+和e·与空气中的水分和氧气发生氧化还原反应产生氧化能力非常强的·OH等基团，可以氧化、分解有机污染物，最终将其分解为C02和H20。
常见的可以用作光催化剂的N型半导体种类很多，如Ti02、ZnO、CdS、W03、SrTi03、BaTi03、KaTi03、Fe203和ln203等，其中w03、Fe203和In203具有较窄的禁带宽度（分别为2.7ev、2.2 ev、2.8ev）对可见光敏感，但稳定性差；Ti02禁带宽度为3.ev，性质与SrTi03等相近，仅对紫外光敏感，对可见光利用率低，但其化学稳定性好、难溶、对人体无毒、来源充足、成本低，所以绝大多数的光催化反应的研究都采用Ti02作为催化剂。光催化氧化虽然具有化学性质稳定，氧化还原性强，使用寿命长等优点，但当污染物浓度较低时，光催化降解速率较慢，而且会生成许多有害的中间产物，影响净化效果。
2.5 其它空气净化技术
另外，负离子、静电技术等净化技术也都广泛应用于空气净化领域，还有一些新型的空气净化技术如微生物、冷触媒净化技术等也时有报道。负离子净化技术通过强电场产生负离子，与空气中的颗粒污染物结合形成“重离子”而沉降或吸附在物体表面，同时，通过负离子还能杀灭某些细菌，有一定的杀菌和净化颗粒污染物的作用，但无法净化气态污染物，同时也会产生臭氧等二次污染物。微生物净化技术就是利用微生物菌团将污染物分解成碳酸气和水而达到去除空气污染物的效果，但净化的效率不高。冷触媒净化技术着重考虑了在无光和可见光条件下对污染物及微生物的去除，广谱高效，但有效作用时间不长，须时常更新材料。
综上所述，各种空气净化手段都有一定的优点，但本身也存在很多的局限性。总的来说，目前对颗粒污染物的净化方法较成熟，但对气态污染物还缺乏实用高效的净化手段。因此，室内空气净化技术的改进应以提高气态污染物的净化效果为重点，才能适应当前的需要。
3 空气净化技术的发展方向
单纯利用某种空气净化技术都无法满足当前室内空气净化的要求，但是如果通过一定的复合方式将两种或者多种气净化技术结合在一起则能收到取长补短、优势互补的效果。目前，很多学者也都在向采用复合净化技术发展。
将光催化技术与吸附技术结合在一起，发展吸附与光催化的复合进化技术是一个重要的发展方向。吸附与光催化复合技术就是采用吸附材料作为载体负载光催化剂，利用吸附剂的吸附性能和光催化剂的催化降解功能，达到对室内空气中的低浓度有害气体彻底去除的效果。国内外的研究人员在吸附与光催化复合技术方面都进行了一些探索性研究。Lynette A、Tsukasa Torimot、古政荣、林兰钰、徐敏、赵丽宁等学者研究都表明吸附剂的吸附性能与Ti02的光催化作用能够相互促进，达到了更好的净化效果。光催化与吸附剂复合具有以下特点：1）可制成合理的结构形状，增大了净化的比表面积，提高了光利用率；2）借助吸附材料的吸附性能使空气中低浓度污染物在Ti02表面富集，加快了反应速率，抑制了中间产物，提高了污染物的矿化率；3）Ti02的光催化降解作用促使被吸附材料吸附的污染物NTi02表面迁移，从而实现了吸附材料的原位再生，达到更理想的空气净化效果。
4空气净化技术的推广应用
最近，我国中东部地区也有一段时间，陷入严重雾霆之中，北京有此发布史上首个霆橙色预警。2012年我国开始正式PM2.5监测，如何推广应用空气净化处理技术，可以对PM2.5进行很好处理？现在已经有汽车生产厂家，掌握改善车内空气质量的技术，成功做到很好降低PM2.5效果，主要方法如下：1）通过电磁除尘与极微细活性炭双重净化通道的运用，将PM2.5拒于车外。电磁除尘，采用极细纤维材料，制造强力除尘电场，主动吸附花粉、柴油废气、香烟、孢子等有毒害细颗粒物。强效除臭，采用极微细活性炭，吸附异味颗粒种类更多，祛除车内异味，顺畅通风。2）通过三重净化：第一层电离板，第二层蓬松静电棉，第三层HAF。可在30秒内迅速清洁车厢内直径大于0.2微米可悬浮颗粒物，实现当车外环境PM2.5大于150时，车内环境PM2.5小于12的效果，大大提升车内空气质量。如果车内有人吸烟，烟很快就会被过滤掉，车内环境也可以迅速被净化。 同样，若此项技术是否可以推广应用到城市住房中，可以让大家拥有一个能够呼吸健康空气的小空间，将更多为城市污染的改善提供了切实可行的方案。
结束语
随着对各种空气净化技术研究的不断深入，可以将多种净化技术通过适当方式有机结合，实现優势互补，使空气净化技术能够在室内高效安全地应用，控制和改善室内有机化学污染，提高室内空气质量。