李学雷 张俊茹 陈世润 李佳其 陈红

摘 要： 以优质泥炭为主要填料，细沙、胶粉、纤维素、滑石粉、腻子粉等作为活性泥炭涂料的原材料，将它们按一定比例混合均匀。制作模拟室内甲醛浓度的环境，探究活性泥炭涂料对甲醛的吸附效率及吸附持续性。通过固体份实验检测活性泥炭涂料的固体含量，附着力实验检测活性泥炭涂料与被附着物的坚固程度，通过耐冻融性实验估算活性泥炭涂料的使用时间。实验结果显示，活性泥炭涂料中未检测出有毒有害物质，最终甲醛溶液浓度降到国家I类民用建筑工程标准的水平，活性泥炭涂料对甲醛有持久的吸附性，活性泥炭含量占到55.75%，最低可以经受十余次耐冻融性实验。

关键词： 活性泥炭;吸附甲醛;附着力;固体份;耐冻融性

【中图分类号】S141.7 【文献标识码】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.31.235

对于室内环境污染来讲，家庭装修对其影响较大，其中主要污染物主要是甲醛以及苯等相关有机物，进而对人体健康造成重要影响。文章主要针对活性炭作为吸附净化室内空气，在净化过程中具有经济性，并操作十分简单。实验主要以甲醛为主，进行针对性模拟研究，对比了一些活性炭吸附效果，最终证明活性炭的吸附性能。

1 室内污染物

1.1 重要组成

对于室内污染来讲，其中包含了化学性污染以及生物性污染等。在化学污染中包括甲醛以及氨气等造成的污染。而生物污染是一些生物污染因子，其中细菌以及病毒等。在室内空气污染中，化学污染危害较大，其中甲醛危害十分严重，对人身体健康具有严重影响。

对于甲醛来讲，主要是由油漆以及塑料和相关合成树脂构成的。室内在进行装修时，其中细木工板以及胶合板和贴墙布等都含有甲醛化学物质。这些残留物会向四周逐渐释放出来，时间最长能够达到十几年。

1.2 室内污染物去除方法

在当前形势下，对于室内空气污染治理方法具有多种方式。在美国以及日本等国，室内治理污染产品在2002年开始出现的，在一定程度上讲各种方法都有优劣性。治理方法从总体来讲，主要分为以下几种，第一化学反应法，第二，吸附法，第三生化处理法等，本课题主要是以吸附法为研究对象。

吸附是固体表面现象，对于气态污染物来讲，主要是将多孔性吸附剂进行有效的利用，这样才能对气态污染物进行有效处理。将其中一些组分，在化学键力作用下，对吸附在固体表面，最终达到分离状态。一般主要用的吸附剂有活性炭以及硅胶等。而活性炭在一定温度下容易吸附，如果将相关化学试剂利用其中，能够确保活性炭同时具有化学吸附以及物理吸附。

1.3 研究内容

第1，对不同活性泥炭涂料吸附性能进行对比。第2，对活性泥炭进行改性处理，进而得到最佳效果。第3，与市场销售涂料以及改进后的活性泥炭涂料吸附效果进行对比。

2 实验方案

在锥形瓶当中，加入一定的甲醛溶液，大约是50ml，甲醛挥发出的溶液气体放置在活性泥炭涂料玻璃管当中，并在尾部接入一个试管，试管当中含有蒸馏水。在整个装置中主要是由玻璃细管进行连接的，同时由凡士林进行密封，整个反应是在密封下进行的。

2.1 技术路线

在锥形瓶当中挥发出一定的甲醛后，在玻璃导管中被吸附剂吸附，没有被吸附剂作用的甲醛应在收集装置中。吸附剂在吸附甲醛这个过程中，在一定时间内，应对净化装置质量进行测量，这样才能得到净化装置质量差，换言之就是一定时间内吸收的甲醛质量。

2.2 活性泥炭改进方法

第一，酸改性法，对于这种改进方法来讲，主要是将活性泥炭进行有效的处理，并在一定浓度水溶液HCI下进行浸渍，当浸渍一段时间后，将洗至中性，在固定温度下，干燥一定时间后，最终制成酸改性样品。

第二，碱改性法。将活性泥炭在NaoH溶液当中，进行浸渍，在固定时间内洗至中性，并在一定温度下，进行干燥一定时间后，最终制成碱改性样品。

3 实验分析

测定甲醛浓度：对于甲醛测定方式主要是通过变色酸比色法以及乙酰丙酮比色法等化学方法。另外，在仪器法当中，主要分为以下两点内容，一种是气相色谱法，另一种是高效液相色谱法。根据实际需求，测定酸碱滴定法。

第一，选择试剂。选择硫酸标准溶液，同时将百里香酚蓝指剂利用其中，并加入0.1%的乙醇溶液，移液管选择5ml的，还应选择亚硫酸钠溶液，进行福尔马林试样。

第二，仪器。在仪器选用上是以酸式滴定管为主，选择50ml的，同时10ml的量筒。在移液管上选择5ml的，并将烧杯以及胶头滴管利用其中。

第三，原理。甲醛以及亚硫酸钠作用下会生成氢氧化钠这种物质，并依照百里香酚蓝为主要指示剂，并将硫酸标准溶液滴定进行反应，最终作用成氢氧化钠，依照硫酸标准溶液的具体消耗量能够得出试样中甲醛实际含量。2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O。

第四，实验步骤。将50ml的亚硫酸钠溶液放置在锥形瓶当中，并将3滴百里香酚蓝指示剂溶于其中，最终硫酸标准溶液中蓝色会逐渐消失。在这样的实验操作下将得到甲醛浓度。

4 实验分析

在20℃以及25℃这样的温度下，活性泥炭涂料对甲醛的吸附性进行测定，在实验过程中发现颗粒活性泥炭涂料吸附能力较弱，因此不考虑颗粒活性泥炭。对其进行分析考虑应该是活性泥炭在孔径上十分大，微孔多的活性泥炭更加側重于对小分子的吸附，而大孔活性泥炭侧重于大分子吸附。在甲醛溶液当中，包含了甲醛分子以及相关的水分子。前者直径在0.45mm，而后者直径在0.324mm，直径都十分小。而颗粒活性炭粒径较大，对甲醛吸附效果较小，因此不能利用颗粒活性炭。

在20℃温度下，活性泥炭涂料对甲醛具有较好的吸附。在25℃温度下，慢慢出现了下降这样的趋势，因此在不同温度下吸附能力也是不同的。对于温度的提高会导致两种结果的发生，第一，从吸附剂角度为主要出发点，温度对扩散速率以及吸附平衡具有重要影响。温度的上升将导致扩散速率增快，但同时也会降低吸附率。第二，温度提高随之甲醛也会加快扩散，甲醛流量逐渐变大。针对同一种物质来讲，拥有的气流越大，透过时间将较短，同时吸附量也较大。对于甲醛溶液来讲，是一种极性物质，同时在沸点上并不是特别高。因此，对于甲醛来讲，前者影响大于后者影响。温度升高将导致吸附能力降低。

5 结论

在实验中对颗粒活性泥炭涂料以及粉末活性泥炭涂料在甲醛中的吸附性能进行对比，粉末活性泥炭对甲醛吸附能力是0.0103g甲醛/g，效果好于颗粒活性泥炭涂料。在该研究中证明，活性泥炭涂料能够对室内空气污染物进行有效的净化。

参考文献

[1] 李亚新.室内空气中挥发性有机物污染与防治[J].城市环境与城市生态，2015，16（1）：11-12.

[2] 朱天乐 ，郝吉明.室内空气污染控制 [M].北京：化学工业出版社，2013，120-125.