近年來，由于科技的發(fā)展和社會的進步，工廠、汽車等工業(yè)排放加劇全國各地空氣質(zhì)量惡化，惡劣天氣頻發(fā)。人們?yōu)榻档湍芎?，提高建筑物的密閉性，使建筑內(nèi)換氣量減少，室內(nèi)空氣環(huán)境進一步惡化。在這種情況下，人們開始重視逐漸惡化的空氣污染對自身健康和日常生活的影響，如何應(yīng)對和處理這一問題是當前須著重研究和探索的課題。

目前室內(nèi)污染物的成分和來源主要分3類。第一類污染物是顆粒物，尤其是以pm2.5為首的細顆粒物，因其直徑極小，甚至可以深入到人體細支氣管和肺泡中沉積，對人體呼吸道系統(tǒng)有極大的危害性。顆粒物污染物來源主要是汽車排放的尾氣和燃料不完全燃燒產(chǎn)生的煙霧，還包括廚房油煙、香煙煙霧和建筑材料釋放出的污染物等。第二類污染物是微生物，主要包括對人體有害的細菌、霉菌和病毒等，這類空氣污染物主要來源于居室中潮濕霉變的墻壁、生活垃圾、寵物、室內(nèi)花卉、地毯、空調(diào)濾網(wǎng)等。第三類污染物為氣體污染物，主要分為有機污染物和無機污染物，有機污染物包括以tvocs為首的各種氣體污染物，包括烷類、醛類、酯類和芳烴類等，其來源主要有建筑材料、清洗劑、蠟制品、地毯、家具、黏合劑和油漆等；無機污染物則包括一氧化碳、氮氧化物、氨、臭氧、硫化氫、氡等，其來源包括建筑施工、廁所下水道、工業(yè)和汽車尾氣等?，F(xiàn)有的空氣凈化技術(shù)主要針對顆粒物、微生物以及氣體污染物這三類進行處理。

小編對近年來應(yīng)用的單一空氣凈化技術(shù)以及有發(fā)展?jié)摿Φ膮f(xié)同型空氣凈化技術(shù)原理進行介紹，并歸納總結(jié)各種空氣凈化技術(shù)的凈化范圍、特點以及發(fā)展方向，最后對未來的空氣凈化技術(shù)進行展望。

1、單一空氣凈化技術(shù)原理

1.1纖維過濾技術(shù)

纖維過濾器按照過濾效率可分為粗效過濾器、中效過濾器、高中效過濾器、亞高效過濾器和高效過濾器。粗效過濾器濾料主要是易于清洗和更換的金屬絲網(wǎng)、粗孔紡布、泡沫塑料等，其過濾效率基于粒徑5μm的微粒進行評價；中效過濾器濾芯形式與粗效類似，濾料主要是中細孔泡沫塑料、復(fù)合無紡布、玻璃纖維等，其過濾效率基于粒徑1μm的微粒進行評價；高中效過濾器與中效過濾器類似；亞高效過濾器濾料主要采用玻璃纖維濾紙、棉短纖維濾紙等，其過濾效率基于粒徑0.5μm的微粒進行評價；高效過濾器（hepa）濾料主要是超細玻璃纖維紙、合成纖維紙和石棉纖維紙等，其過濾效率基于粒徑0.3μm的微粒進行評價。

污染空氣經(jīng)過纖維過濾材料，主要受攔截效應(yīng)、慣性碰撞、擴散效應(yīng)、重力效應(yīng)和靜電效應(yīng)這幾種基本機制綜合作用，對空氣中的顆粒物以及附著在顆粒物上的細菌和病毒等微生物過濾。作用機制如下：微粒沿流線運動到纖維表面附近，當運動到纖維表面的距離等于或小于微粒半徑，微粒會被纖維表面截留，這種作用即攔截效應(yīng)（見圖1）；氣流在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的纖維層穿過時，流線激烈拐彎過程中，微粒因慣性作用脫離流線碰撞到纖維并滯留，即慣性碰撞（見圖2）；對于直徑較小的微粒，其布朗運動較為劇烈，這種不規(guī)則運動使粒子有更大機會接觸并沉積到纖維表面，即擴散效應(yīng)（見圖3）；0.5μm以上的微粒會在重力作用下沉積到纖維，即重力效應(yīng)；如果纖維或微粒都帶上電荷，則可以產(chǎn)生吸附作用，將微粒吸附到纖維上，即靜電效應(yīng)。

1.2活性炭及類似材料

吸附是由于吸附劑和吸附質(zhì)分子間的作用力引起的，這種吸附的作用力一般可分為兩類：一類是由范德華力引起的分子之間的互相作用力；一類是化學鍵力，包括固體和氣體之間的電子轉(zhuǎn)移。這兩種力同時存在，主要看哪種作用力為主。物理吸附以范德華分子相互作用力為主，把吸附質(zhì)吸附在吸附劑表面，是可逆過程。化學吸附依靠固體表面與吸附氣體分子間的化學鍵力，是化學作用的結(jié)果，其作用力遠遠超過物理吸附的范德華力，往往是不可逆過程。

目前常用的吸附材料主要包括活性炭、活性炭纖維材料以及相關(guān)的衍生材料（如碳納米管、石墨烯等）：

1）活性炭是最為常見的吸附材料之一，在工業(yè)及日常領(lǐng)域均有極為廣泛的應(yīng)用。制備活性炭的原材料主要可分為植物類和礦物類：植物類包括鋸屑、椰殼、核桃殼等；礦物類主要包括各種煤化度的煤，如泥煤、褐煤、煙煤、無煙煤等。

2）活性炭纖維材料因其更好的吸附效果和更優(yōu)異的物理特性，逐漸受到重視。與活性炭的結(jié)構(gòu)不同，活性炭纖維含有的大量微孔直接開口于纖維表面，吸附質(zhì)到達吸附位的擴散路徑比活性炭短，且具有較大的表面積（1000~3000m2/g），吸附脫附速率快，吸附容量大。圖4中左側(cè)部分為活性炭的微觀結(jié)構(gòu)，右側(cè)為活性炭纖維的微觀結(jié)構(gòu)。

3）碳納米纖維、碳納米管和石墨烯等材料在空氣凈化應(yīng)用中一般因材料成本等原因，不會作為吸附濾芯的主材料，而是用于某些特殊應(yīng)用，如氣體傳感器等，例如一種pan碳納米纖維/zno2/sno2復(fù)合材料，可用作類神經(jīng)毒氣dmmp的氣體傳感器；有外國學者針對利用碳納米管制備氣體傳感器以及檢測微量污染氣體做了相關(guān)論述；國內(nèi)清華大學的學者也對此類碳質(zhì)材料在空氣凈化的應(yīng)用上做了較完善的描述。

4）類似活性炭材料的吸附劑（如活性氧化鋁、硅膠和分子篩等），在工業(yè)上也有較廣泛的應(yīng)用。例如γ型氧化鋁一般用于石油化工的吸附劑、催化劑和催化劑載體，大孔硅膠一般用于催化劑載體、消光劑等，而在空氣凈化領(lǐng)域最常用的仍是以活性炭為主的吸附劑。

1.3靜電除塵

靜電除塵技術(shù)原理，是利用高壓電場形成電暈，將污染空氣通過電暈區(qū)，使污染空氣中的顆粒物帶上電荷，然后在電場力的作用下，被吸附到極性相反的收集區(qū)并沉積，從而達到對空氣中顆粒物進行凈化的作用。

常用的靜電除塵器工作原理見圖5。一般污染空氣會經(jīng)過預(yù)過濾器用于清除大顆粒污染物和氣溶膠，然后通過電離段和集塵段，最終獲得凈化空氣。

電離段的作用是給顆粒物荷電，荷電過程依過程的先后分為電暈放電和荷電2個階段。在電暈放電區(qū)域，因為空氣分子會自然輻射出電子，電子在電場力作用下，被加速到很高的運動速度，撞擊到空氣分子上，從而產(chǎn)生正離子和自由電子。這個過程在電離區(qū)瞬間完成，且撞擊出的自由電子會繼續(xù)撞擊空氣分子，在電離絲周圍形成一層電子云或正離子云。

經(jīng)過電暈放電，已經(jīng)產(chǎn)生了大量的正離子，顆粒和正離子混合在一起，由于正離子做布朗運動，會撞擊到顆粒上，顆粒從而被荷上正電荷，這就是擴散荷電。擴散荷電無需電場，也與顆粒的種類無關(guān)。隨著顆粒上正電荷的增加，顆粒會產(chǎn)生一個電場，排斥其他的正離子，從而會削弱后續(xù)的撞擊。當顆粒上的電荷增加到一定程度，沒有正離子能夠克服排斥力撞擊到顆粒，荷電即告結(jié)束。

荷上正電荷的氣溶膠顆粒隨空氣進入集塵段，受電場力吸附作用，吸附到集塵板上，至此完成靜電除塵工作。

1.4低溫等離子體

低溫等離子體是部分電離的氣體，可在2個電極之間施加高電壓放電產(chǎn)生，它含豐富的帶電粒子、高能電子以及活性粒子，如自由基、激發(fā)態(tài)原子和分子等。激發(fā)態(tài)的原子或分子在電子躍遷過程中產(chǎn)生各種光輻射。等離子體由高電壓放電產(chǎn)生，伴隨著這些化學效應(yīng)的還有強電磁場、熱效應(yīng)、沖擊波等物理效應(yīng)。諸如此類的物理化學特征均可產(chǎn)生巨大的能量打斷化學鍵做許多復(fù)雜的化學反應(yīng)，低溫等離子體顯現(xiàn)出能夠迅速高效滅菌和處理復(fù)合污染的作用。

低溫等離子體的產(chǎn)生方法有很多種，常見的有電子束輻射法、低氣壓輝光放電法、介質(zhì)阻擋放電法、脈沖電暈放電法、直流電暈放電法等。放電將產(chǎn)生大量高能電子和離子轟擊vocs分子，通過一系列復(fù)雜的化學反應(yīng)，將污染物分子分解，理論上可以最終降解為co2和h2o等無害產(chǎn)物。

1.5光催化技術(shù)

目前常用的光催化劑主要是以tio2為代表的半導(dǎo)體材料。以tio2為例介紹光催化空氣凈化技術(shù)的原理：當大于等于3.2ev(波長小于380nm)的光波照射到tio2表面時,部分價帶電子吸收能量并發(fā)生能級躍遷，電子躍遷到導(dǎo)帶上后，相應(yīng)地在價帶上會產(chǎn)生一個空穴，由此形成電子-空穴對。此時，導(dǎo)帶上的電子因具有較高的能量，可作為還原劑，能量較低的空穴作為氧化劑。當電子-空穴對具有足夠長的存在時間時，就可以與tio2表面吸附的vocs污染物發(fā)生氧化還原反應(yīng)，從而實現(xiàn)將污染物降解的目的。如果使用納米tio2微粒，由于其存在超細微粒的量子尺寸效應(yīng)，能使催化劑的光催化活性提高,同時,納米尺寸小、表面原子多、比表面積大，光催化劑吸附有機物的能力增強，這樣對污染物的氧化分解更充分有效。

降解的具體反應(yīng)描述如下，空穴作為強氧化劑，將吸附在tio2表面的羥基(oh-)和水(h2o)氧化為羥基自由基(·oh)，而導(dǎo)帶電子作為強還原劑，將被吸附在tio2表面的溶解氧俘獲而形成超氧陰離子自由基(o-2)；部分超氧陰離子自由基(o-2)可繼續(xù)通過鏈式反應(yīng)生成羥基自由基(·oh)。生成的超氧陰離子自由基和羥基自由基具有較強的氧化性，可攻擊污染物的不飽和鍵，或抽取氫原子產(chǎn)生新自由基，激發(fā)鏈式反應(yīng)，對它們進行氧化，最終致使污染物降解為無害物質(zhì)。

1.6其他凈化技術(shù)

還有一些凈化技術(shù)，因存在較大缺陷或適用范圍窄等原因，市場應(yīng)用率低，研究價值不大。如負離子技術(shù)，原理與等離子體和靜電除塵類似，但存在產(chǎn)生臭氧量高的缺陷，對氣體污染物幾乎無凈化作用；紫外線技術(shù)和臭氧技術(shù)僅對滅菌有較好效果，對顆粒物和氣體污染物無能為力；水洗凈化對于易溶于水的某些氣體污染物有效果，但存在導(dǎo)致空氣濕度大，針對污染物種類少等問題。

另外有一類較特殊的凈化技術(shù)——臭氧凈化技術(shù)。由于靜電除塵等技術(shù)會產(chǎn)生臭氧這一副產(chǎn)物，在使用這類技術(shù)時一般需要搭配臭氧凈化模塊，即通過催化劑對臭氧進行消除，達到凈化的效果。

2協(xié)同型空氣凈化技術(shù)介紹

空氣凈化的協(xié)同技術(shù)一般指兩種及以上的凈化技術(shù)相互結(jié)合、相互促進的一類復(fù)合型技術(shù)。不同的凈化技術(shù)之間因凈化機制的互補性，可以起到協(xié)同作用，一般比原單一技術(shù)有更好的凈化效率，因此具有較強的研究價值。目前較為常見的協(xié)同技術(shù)包括吸附-光催化技術(shù)和低溫等離子體-光催化技術(shù)。

2.1吸附-光催化技術(shù)

吸附材料如活性炭等有對低濃度污染物吸附力強的優(yōu)點，但同時存在只能富集無法降解污染物、需要定期更換的缺點；而光催化技術(shù)受制于反應(yīng)接觸面積問題，無法對低濃度污染物進行快速降解。二者之間的優(yōu)缺點正好可以進行互補，利用吸附原理將污染物富集到吸附材料表面，然后通過催化技術(shù)對污染物進行降解處理，既避免了吸附材料無法降解污染物需要定期更換的缺點，又避免了電催化技術(shù)處理低濃度污染物速率慢的問題。
在1997年，有日本學者就提出了將光催化劑tio2附著在活性炭顆粒上的復(fù)合型材料。之后有研究學者對光催化劑和活性炭相互增強凈化能力的作用機制進行了闡述，并通過不同的方法和原料制備出不同的凈化材料。如通過浸涂法在活性炭載體上形成tio2薄層，研制出一種活性炭-納米tio2復(fù)合光催化空氣凈化網(wǎng)；通過溶膠-凝膠法制備了一種fe-tio2-沸石復(fù)合材料，經(jīng)測試驗證在可見光下對甲醛有較高的去除效率；通過浸漬燒焙法制備了一系列tio2-分子篩/波紋型陶瓷纖維復(fù)合光催化劑材料，驗證了最佳的分子篩負載量；以電紡納米纖維膜為附著體，采用電噴霧技術(shù)在纖維表面沉積光觸媒和活性炭，并進一步通過電紡技術(shù)得到復(fù)合多層膜。

2.2低溫等離子體-光催化技術(shù)

等離子體技術(shù)和光催化技術(shù)均主要針對空氣中的氣體污染物（如vocs等）進行凈化，兩者結(jié)合可以起到相互促進的作用。有試驗研究對比了2種技術(shù)協(xié)同和單獨低溫等離子體、單獨光催化技術(shù)對污染物甲醛的凈化效果，證明兩者協(xié)同作用后對甲醛的降解率要高于應(yīng)用單獨技術(shù)。

目前用于空氣凈化的低溫等離子體-光催化耦合反應(yīng)器種類較多。按照放電形式可以分為介質(zhì)阻擋放電反應(yīng)器、沿面放電反應(yīng)器、脈沖電暈放電反應(yīng)器等，按照電極結(jié)構(gòu)形式可以分為針板式、線板式、平板式、線筒式等。根據(jù)光催化劑在反應(yīng)器中放置位置不同，即放置于放電區(qū)(in-plasmacatalysis，ipc)及余輝區(qū)(postplasmacatalysis，ppc)，又可以把該反應(yīng)系統(tǒng)分為兩類。有研究人員據(jù)此將其分別稱為一級等離子體協(xié)同催化(single-stageplasmacatalysis，spc)和二級等離子體協(xié)同催化(two-stageplasmacatalysis，tpc)或等離子體協(xié)同催化(plasma-drivencatalysis，pdc)和等離子體輔助催化(plasma-assistedcatalysis，pac。目前對ppc技術(shù)研究較多，從低溫等離子體-光催化技術(shù)原理出發(fā)，認為催化劑在放電區(qū)內(nèi)可以形成較明顯的協(xié)同作用。等離子發(fā)生器產(chǎn)生的大量活性離子、電子、自由基等，一方面可以高能激發(fā)粒子向下躍遷產(chǎn)生紫外光線，激活光催化劑產(chǎn)生催化反應(yīng)，另一方面等離子放電對光催化劑有直接活化作用，可以增強其催化性能。此外，兩者共同作用有利于對反應(yīng)產(chǎn)生的副產(chǎn)物進行深層反應(yīng)，使其完全降解為無害產(chǎn)物如h2o和co2等，有效提高降解效率。

3空氣凈化技術(shù)凈化范圍及優(yōu)缺點

每一種空氣凈化技術(shù)都存在其適用的凈化范圍和優(yōu)缺點，在應(yīng)用凈化技術(shù)時，需要合理考慮不同凈化技術(shù)的特點，揚長避短，發(fā)揮其應(yīng)有的作用。下面對各類凈化技術(shù)的凈化范圍和特點做簡要說明和歸納：

1）纖維過濾技術(shù)對顆粒物有很好的過濾效果，由于一般細菌和病毒等微生物都會附著在懸浮顆粒物上，因此對于微生物也有過濾效果，但對于氣體污染物幾乎不起作用。其優(yōu)點在于工業(yè)生產(chǎn)成熟、使用安全、維護方便、對顆粒物過濾效果極高。缺點是屬于不可再生類耗材，需要定時更換，且在濕度較大的環(huán)境下易導(dǎo)致吸附的微生物產(chǎn)生二次污染。尤其是在污染嚴重的場所使用，其使用壽命更短，維護成本較高。此外高效過濾器的風阻較大，對風機靜壓和噪聲控制要求高。

2）活性炭吸附技術(shù)對污染物均有吸附效果，但顆粒物容易堵塞活性炭微孔，使其吸附力迅速失效，微生物則容易在吸附基體上富集繁殖導(dǎo)致二次污染，因此一般常用于氣體污染物的凈化。其優(yōu)點是有寬譜的吸附能力，對幾乎所有氣體污染物都有一定的凈化效率，且和纖維過濾器一樣使用安全、維護方便、吸附容量大，是使用最廣泛的凈化材料。缺點是存在吸附容量限制，需要定期更換，且由于其吸附無目標性，對空氣中的無害物質(zhì)（如水蒸氣等）也有吸附作用，會導(dǎo)致其有效吸附容量下降；對吸附的污染物無降解能力，在濕環(huán)境下容易滋生微生物，造成二次污染。

3）靜電除塵技術(shù)主要用于各種顆粒物的凈化，且由于產(chǎn)生的帶電離子及臭氧可以有效地破壞細菌和病毒的生物結(jié)構(gòu)，因此具有較好的微生物凈化效果，但是對于氣體污染物幾乎沒有效果。其優(yōu)點是相比高效纖維過濾器風阻較小，無消耗濾材，集塵板易清潔可重復(fù)使用，且殺菌能力強，不會導(dǎo)致二次污染。缺點則是設(shè)備原理復(fù)雜，存在高壓區(qū)域，維護專業(yè)性強；受環(huán)境溫度、濕度及粉塵比電阻等因素影響較大，不能保持較高的凈化效率；雖然產(chǎn)生的臭氧有殺菌效果，但要預(yù)防密閉環(huán)境下，臭氧濃度升高對人體健康的損害。

4）低溫等離子體技術(shù)在空氣凈化領(lǐng)域的應(yīng)用有其獨到的優(yōu)勢，利用高壓放電反應(yīng)對vocs均有降解作用，無須經(jīng)常更換，二次污染低。此外產(chǎn)生的高能粒子、臭氧和紫外線等都可以起到殺菌作用。但實際工程中，如果單獨使用低溫等離子體技術(shù)也存在一些問題，等離子功率越高，vocs降解效率越高，但有毒副產(chǎn)物也越多，功率較低時，副產(chǎn)物產(chǎn)生量減少，但vocs的降解效率會降低。低溫等離子體技術(shù)對于無機污染物如氮氧化物等降解效果也較差。另外值得一提的是，因為放電區(qū)域內(nèi)充斥大量高能電子和離子以及臭氧等副產(chǎn)物，對空氣中的細菌和病毒等微生物也有較強的殺滅作用。

5）光催化技術(shù)在空氣凈化領(lǐng)域具有發(fā)展?jié)摿?，在常溫常壓下反?yīng)，低能耗，相比低溫等離子體技術(shù)更節(jié)能安全；作為催化反應(yīng)的一類，對vocs的降解快速有效且可再生，無須像活性炭一樣頻繁更換；材料可塑性強，使用方便，如各類瓷磚涂料均可應(yīng)用。已有相關(guān)研究表明，tio2光催化劑不僅可以降解有害微生物產(chǎn)生的有毒化合物，還可以直接作用于細菌和病毒的生物大分子，促使其破壞分解，達到滅菌的作用。但在研究過程中發(fā)現(xiàn)，以tio2為代表的光催化技術(shù)目前具有阻礙其工業(yè)化應(yīng)用的缺陷。tio2主要在紫外線波長下有較好的催化活性，在可見光波長下效率較低，這使得在實際應(yīng)用過程中可能需要額外增加紫外線燈促進光催化。芳烴vocs在tio2的光催化下反應(yīng)速率低，且會導(dǎo)致催化劑失活。在實際應(yīng)用中光催化處理受限因素多，降解速度慢。此外，光催化不完全反應(yīng)時有可能產(chǎn)生乙醛等有毒中間產(chǎn)物。對于化學鍵較穩(wěn)定的氧化物和氡等無機污染物，光催化技術(shù)的降解效果十分有限。

綜上所述，上述凈化技術(shù)應(yīng)用范圍及優(yōu)缺點如表1所示。

4空氣凈化技術(shù)發(fā)展方向

1）以hepa為代表的纖維過濾技術(shù)是常用的顆粒物凈化技術(shù)，其市場應(yīng)用十分成熟。當前主要發(fā)展方向多種多樣，主要體現(xiàn)在以靜電紡絲法為代表的高纖維納米分子材料的開發(fā)，以及在此基礎(chǔ)上進行的拓展研究。例如具有不同密度和孔隙的梯度復(fù)合濾料，可以分層過濾不同直徑顆粒物，提高過濾效率；融合或覆膜各類催化材料，使纖維具備一定殺菌能力或氣體污染物凈化功能。另外，還有一類駐極體過濾材料值得一提，駐極體是指具有長期儲存電荷功能的電介質(zhì)材料，具有在無外電場的條件下能夠自身產(chǎn)生靜電作用力的特性，駐極體纖維可以直接依靠靜電力直接吸引空氣中的帶電微粒并將其捕獲，或誘導(dǎo)空氣中的中性微粒產(chǎn)生極性再將其捕獲，相比常規(guī)材料具有過濾效率高、阻力低的特點。

2）活性炭吸附技術(shù)是氣體污染物凈化最常用的凈化技術(shù)之一。主要有3種發(fā)展方向：第一種是通過開發(fā)新型吸附材料，在吸附強度和吸附容量上取得新突破；第二種是在已知主要氣體污染物類型的情況下，通過對活性炭等材料進行表面浸漬或鹵化等針對性改性處理，使其表現(xiàn)為對目標氣體污染物具有強效吸附作用的特征；最后一種則是與光催化技術(shù)協(xié)同作用，利用活性炭對污染物的吸附富集作用，促進光催化反應(yīng)的發(fā)生，達到吸附-降解-吸附的良性凈化循環(huán)。

3）靜電除塵技術(shù)是常用的顆粒物凈化技術(shù)之一，相比hepa具有獨特的優(yōu)勢。在實際應(yīng)用中，限制其應(yīng)用的主要缺陷在于會產(chǎn)生臭氧，造成二次污染。其主要發(fā)展方向：一是通過研究放電原理，改進放電設(shè)備，降低臭氧釋放量。例如臭氧產(chǎn)生速率與電壓及放電結(jié)構(gòu)有關(guān)，且受溫度影響，通過電暈線加熱等技術(shù)降低臭氧產(chǎn)生濃度。第二個方向則是通過臭氧消除技術(shù)與靜電除塵耦合，達到臭氧凈化的目的。已有研究人員對控制臭氧濃度的方式進行了匯總對比，一般消除臭氧的方式包括加熱、吸附和催化反應(yīng)等，但加熱和吸附均存在各種缺陷，而催化分解法因分解率高、有效期長等優(yōu)點，有較大的發(fā)展?jié)摿?。例如利用光催化技術(shù)和高壓靜電進行配合，既可以消除臭氧還可以完成vocs等污染物的去除。

4）等離子體凈化技術(shù)是另一類具有潛力的凈化技術(shù)。對于某些復(fù)雜的應(yīng)用環(huán)境，例如船舶艙室等，由于空間狹小、人員設(shè)備密集、吸附材料續(xù)航能力不足，適宜采用具有較強降解能力的等離子體凈化技術(shù)。等離子體凈化技術(shù)理論反應(yīng)較復(fù)雜，影響因素多樣化，具有較強的研究價值。其發(fā)展方向：一類是通過合理設(shè)計發(fā)生設(shè)備，提高降解效率；另一類則是與各類催化劑耦合，例如吸附劑、金屬催化劑及光催化劑等，其目的都是提高污染物降解效率。

光催化技術(shù)受限于催化劑接觸面積、表面風速及污染物濃度等因素，其單獨使用時凈化效率較差。但其材料可塑性強，催化條件溫和，適宜與其他氣體凈化技術(shù)協(xié)同耦合使用。
吸附-光催化技術(shù)研究主要有3個方向：一是催化劑種類的選擇，目前針對室內(nèi)空氣凈化，大部分研究仍以具有寬譜凈化能力的tio2作為試驗對象，此外有少量針對其他催化劑種類及凈化物的試驗論述（如ga2o3對甲烷的凈化、bi2o3對甲基橙的凈化等）；二是吸附劑的選擇，一般仍以常規(guī)吸附材料為主，如活性炭、活性炭纖維、沸石、分子篩等，還有一些陶瓷類載體和金屬有機骨架（mofs）等；三是兩者復(fù)合的方式，以活性炭和tio2為例，主要有機械混合、炭分散于tio2體相、炭包覆tio2顆粒等以及tio2在活性炭上的負載。tio2在活性炭上的負載最為常見，其制備方法主要有直接浸涂法、溶膠-凝膠法、濺射法、直接水解法、溶液法、化學氣相沉淀法等。

低溫等離子體-光催化技術(shù)的研究還不成熟，仍處于實驗室研究階段。目前vocs降解反應(yīng)器的研究大多數(shù)都只是選擇一種具體的有機廢氣，然后在特定的電源和反應(yīng)器下研究其降解特征，得到的有關(guān)放電形式和反應(yīng)器結(jié)構(gòu)的結(jié)論往往只適用于被研究的廢氣或者特定的應(yīng)用場合。因而有必要進一步優(yōu)化放電電源和反應(yīng)器結(jié)構(gòu)，探索兩者之間具有普遍指導(dǎo)意義的匹配方式。目前影響低溫等離子體協(xié)同光催化凈化vocs的因素有很多，包括離子反應(yīng)器結(jié)構(gòu)及參數(shù)，vocs及催化劑的不同種類等都對凈化效率有影響。因此，需要更系統(tǒng)地對凈化反應(yīng)進行研究，且需要向處理多種類vocs的技術(shù)進行拓展以便于更貼近實際應(yīng)用，還需要對凈化影響因素進行分析，推動反應(yīng)器結(jié)構(gòu)參數(shù)和新型催化劑的研發(fā)，進一步提高凈化效率。

5空氣凈化技術(shù)展望

通過對國內(nèi)外空氣凈化技術(shù)的研究，筆者認為將來的空氣凈化發(fā)展主要有以下幾個方向：
1）具有針對性的污染物凈化范圍。對于不同場合，其主要污染物類型和濃度各不相同，有必要針對某種或數(shù)種特定的高濃度污染物進行定制型凈化。改性處理活性炭技術(shù)和新型材料光催化技術(shù)等都有針對特定污染物凈化的相關(guān)試驗研究。

2）降低使用噪聲。對于用戶而言，靜音化能夠極大提升用戶體驗效果。hepa的高風阻會帶來較大的噪聲，此外使用靜電和低溫等離子體技術(shù)，電氣部件工作時會產(chǎn)生噪聲。目前正在研究探索的駐極體材料，相比傳統(tǒng)hepa材料，在保證相同的凈化效率的情況下阻力更小，靜音效果更好；對于靜電除塵和低溫等離子體技術(shù)，正在不斷改進設(shè)備，提高凈化效率的同時降低噪聲。

3）低濃度污染物情況下持續(xù)保持凈化效率。在實際使用過程中，應(yīng)用環(huán)境可能會長期存在某些低濃度污染物的揮發(fā)和生成，這需要空氣凈化器能夠保證在持續(xù)低濃度污染物環(huán)境下具有一定的凈化效率。例如，近年新開發(fā)的活性炭纖維材料等，相比傳統(tǒng)活性炭結(jié)構(gòu)，即使是低濃度的污染物也表現(xiàn)出較好的吸附效果。

4）具有可降解性，避免二次污染。傳統(tǒng)的需要定期更換濾材的空氣凈化器，對污染物僅有吸附作用，存在吸附容量限制。未來更需要一種可以長期使用，無需更換，且可以將污染物進行降解的新型凈化技術(shù)。目前比較有前景的包括吸附-光催化技術(shù)和低溫等離子體-光催化技術(shù)等，在適當?shù)那闆r下，可以保證吸附凈化效率，并可對大部分vocs進行降解和清除。

文章來源：中國新風網(wǎng)