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空气净化机范文1
（温州医科大学生物医学工程系，浙江 温州 325035）
0 引言
自2013年全国性的雾霾天气后，雾霾问题引起极大关注。本文研究的便携式车载空气净化器主要针对要求洁净空气应对PM2.5的人群。该装置实用性强、可随车携带、直流蓄电池供电。选用51系列单片机和低功耗、灵敏度高的气味传感器和灰尘传感器组成空气污染监测控制系统。当任一空气污染度超标时,可进行警报提示、液晶显示来提醒人们启动微型轴流式引风机，负离子空气净化部分提供洁净的空气。
和现有的车载空气净化器系统相比，本文涉及的系统具有以下的特点：（1）灰尘颗粒和气体的共同探测功能提高了对空气污染检测的全面性；（2）人机交互功能性强，可自主选择自动和半自动操作模式。
1 系统工作原理
1.1 净化探测参数
该系统选择粉尘颗粒和气体浓度作为净化探测的两个重要参数。因此，需要运用灰尘和气味探测器来组成双功能驱动净化的系统。双功能探测使得净化更全面，既能探测出PM2.5颗粒引起的灰尘污染也能探测如甲醛、苯蒸汽等有害气体空气污染。从而使探测参数更全面、准确。
1.2 系统方案设计
图1所示为具有自动净化功能的单片机系统原理图。系统划分的信号采集模块和信号处理模块两部分。
1.2.1 信号采集模块
信号采集模块是由灰尘探测器和气味探测器组成。GP2Y1010AU0F是一个采用光学原理的灰尘传感器。主要由红外线发光二极管和一个光电管成对角布置而成。它通过检测空气中的尘埃的反射光形成脉冲模拟输出区分车内的烟尘规格。当检测的灰尘颗粒>PM2.5时，输出电压V1.
气味传感器MQ135所使用的气敏材料是在洁净空气中电导率较低的二氧化锡。当传感器所处环境中存在污染气体时，传感器的电导率随空气污染气体浓度的增加而增大。用简单电路将电导率的变化转换为与该气体浓度相对应的输出信号V2。MQ135传感器对氨气、硫化物、苯系蒸汽的灵敏度高，对烟雾和其它有害的检测也很理想。
1.2.2 信号处理模块
信号处理模块分为A/D转换器和CPU8051控制器两个功能模块，如图2所示。
经过前置放大器放大之后，灰尘信号和气味信号转换结果进入A/D转换。LM393转换器将模拟信号转换成数字信号发送给CPU.CPU将该信号和程序中设置的数值比较后才决定打开继电器。这些继电器控制着启动净化警报和净化操作等级控制装置。在用户想要换气但是净化系统还未开启的情况下，用户也可使用按键控制净化系统。警报有两参数设置（灰尘颗粒和气体浓度）系统分别默认为PM2.5值和100ppm。只要其一达到预警值，即警报启动。显示屏显示“您的空气需要被净化”字样，实现智能的人机交互。
1.3 过滤网负离子功能
美国环保署EPA实验室研究发现对于空气净化（除尘）而言：
1）滤网拦截 对越大的粒子效果越好。
2）负氧离子中和沉降 对越小的粒子效果越好。
本系统采用具有负离子功能的过滤网，综合了两者的优点，除尘效果非常好。
负离子是利用所谓的电晕放电方法来产生带电分子，也就是离子。负离子与空气中的细菌、灰尘、烟雾等带正电的微粒相结合，并聚成球降落而消除PM2.5危害。
2 控制电路设计
控制电路主要由STC89C51单片机、A/D转换器LM393、LCD显示、引风机除尘以及其他电路组成,以下介绍了3个模块的电路设计。
2.1 LM393转换电路设计
模数转换电路的作用就是将模拟量转换成数字量，以便于单片机进行处理。A/D转换芯片选用LM393，它比集成运放的开环增益低，失调电压大，共模抑制比小；但其响应速度快，传输延迟时间短，而且不需外加限幅电路就可直接驱动。LM393转换电路如图3所示
P1为STC89C51的控制引脚VCC（电源正输入（+5V））、DOUT（TTL电平信号输出口）、AOUT（模拟信号输出口）、GND（电源负输入）的直插接口，用跳线与CPU的控制口相连配合程序即可对输入的信号进行数模转换。
2.2 显示接口电路设计
当下显示器主要运用LED和LCD。两种显示都是低功耗且配置灵活，容易连接到微控制器。本设计运用12864液晶显示模块，电源供电电压为5V，可按需选择串行或并行方式.。控制引脚通过跳线与单片机控制口相连配合程序即可实现图像或汉字的显示。12864液晶电路如图4所示，其中，外接电位器10KΩ主要用来调节液晶的对比度。
2.3 键盘接口电路设计
本系统按键较少，因此采用键盘与接口直接相连的方式，以接口的高低电平控制键盘的开和关。
（1）自动半自动控制:默认状态下，净化系统处于自动控制状态，环境达到一定条件就可以触发净化器工作。此按钮可按用户需要，自主选择自动或手动模式。
（2）风速控制:风速控制设计成一个按键，根据按键的次数分低速、中速、高速三个风速档位以及一个关机状态。
（3）显示控制:默认状态下显示屏显示当前空气质量情况及系统工作状态，也可使用此按键对近一个星期的空气净化历史情况进行查询。
3 软件系统设计
系统的软件设计使用C语言编程。软件的模块化设计，有利于修改和调试。程序分4部分：主程序、计时中断服务子程序、调速子程序、显示子程序。主程序首先对数据寄存器和外围电路进行初始化，随后进入查询状态，当按键有输入或参数达到设定值时便调用相应的子程序。液晶显示，指示当前工作状态。
计时中断服务子程序设计框图如图5所示。系统每工作15分钟，便产生一次中断，进行计时存储处理后，返回主程序。空气净化记录标志为1代表未记录的净化历史数据，为0表示数据已记录。
风速调整子程序，根据按键次数的不同及空气质量情况，系统将机器调整为低、中、高风速和关机状态，如未按键且处于开机状态5分钟即进入自动调速。
参考文献
［1］2015-2020年中国车载空气净化器行业市场调查及前景预测报告[OL].中商情报网 askci.com 2014/12/23.
［2］基于单片机的智能火警系统设计[J].微型机与应用,2013,12,32(23):27-28.
空气净化机范文2
近两年，随着大江南北“十面霾伏”的天数越来越多，专门的家用室内空气净化器逐渐得到人们的认可，成了不少消费者的新宠儿，销量迅猛增长，淘宝和实体店甚至出现断货的情况。有人甚至预言，空气净化器在未来会和彩电一样，成为每个家庭的“标配”。
空气净化器热销背后
空气净化器热销，商家赚得盆满钵，但是消费者却如同雾里看花，面对各式各样的产品宣传完全摸不着头脑。目前国内市场上生产空气净化器的企业已有上百家，国家室内环境与室内环保产品质量监督检验中心主任宋广生表示，空气净化器在国内近几年才兴起，市场比较乱。做家用电器的、做健康产品的甚至生产矿泉水的企业都开始生产销售空气净化器，有的企业直接买来别人的产品然后贴牌销售，连自己的厂房都没有。在这样的情况下，产品质量难以保证，而价格更是参差不齐，便宜的几百元，贵的可至上万元。业内人士指出，空气净化器的成本不高，标价过万的往往存在虚高。
更严重的是，虚假宣传的情况普遍存在，大多号称净化率接近100%的产品，基本都达不到那个效果。空气净化器这个领域目前尚没有权威的检测机构，尽管目前国家标准对空气净化器的电气强度、泄漏电流、卫生安全性、洁净空气量、净化效能、噪声等技术要求作出了规定，但对适用面积、能源效率等级等还未做强制性规定，这也造成了市场上产品认证混乱，让消费者无从辨别。
几种常见的净化器
市面上空气净化器种类虽多，但也不外乎几种常见的类型，针对不同的污染物，其效果也各有不同。了解空气净化器的工作原理，有助于消费者更加理性地认识和选择空气净化器。
机械过滤式净化器
目前空气净化器中最热门的是机械过滤式净化器，它属于小型空气过滤器，室内空气经过风机加压后通过纤维过滤材料，污染颗粒可以被捕集下来，从而达到净化的目的。市面上流行的HEPA滤网（高效微粒空气过滤器）就属于这种，室内标准的HEPA过滤器由化学纤维或玻璃纤维制成，常用的规格能够吸纳99.7%大小为0.3微米的悬浮微粒，对化学烟雾、细菌、尘埃微粒及花粉都有良好的过滤效果，但是无法滤除有害气体。
机械过滤+吸附式净化器
还有的空气净化器采用机械过滤和吸附式净化相结合的方式，这种净化器中活性炭的微孔能阻截悬浮物，吸收可挥发气体。这种净化方式不仅能净化颗粒污染物，也能提高对气态污染物的净化效果，总体上改善了净化性能。但是活性炭存在吸附饱和状态，再生麻烦，这是一个弊端。
静电式净化器
物理过滤之外较为流行的还有静电集尘方式，当空气经过高压电场时，发生电离，电离出来的气体正离子被阴极电板吸收，而负离子则会被阴极排斥，附在污染物分子上使它带电荷，因此带电荷的污染物分子会被吸附在阳极电板上。这种净化器相对于HEPA来说效率略差，对粒径较大的颗粒污染物的净化效果较好，但是无法净化气态污染物，并且容易产生粉尘二次污染和副产物臭氧，臭氧在一定情况下会有毒害。这种技术多用于工业排放废气的除尘，在家用室内净化器方面，此种技术将逐步淘汰，所以这类产品应该谨慎购买。
负离子净化器
负离子净化器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”，沉降或吸附在物体表面，同时负离子也能杀灭某些细菌，但是负离子也对颗粒物无效。
上述几种比较常见的净化器都对颗粒物污染的净化都比较成熟，但对气态污染物的净化能力还需要加强，PM2.5属于颗粒污染物，空气净化器从工作原理上讲，对防止PM2.5能够起到一定的效果。不过，空气净化器产业作为一个新兴产业，厂家提供的净化效率数据大部分是实验研究结果，实际使用效果还比较难控制，这就需要消费者保持理性的态度，在选购的时候多多留心。
怎样选很重要
市场虽乱，但消费者在购买的时候也不是无章可循，首先要弄清楚自己的需求是什么，是侧重于除甲醛还是侧重于除颗粒物，然后再有针对性地购买。在比较过滤器性能的时候，有几个标准可以作为选择时的参考依据。
购买空气净化器要考虑其净化层级。国际上，净化器一般有四层：第一层是粗过滤网，吸附大颗粒、灰尘、头发、皮屑等肉眼可见物：第二层是化学抗微生物滤层，处理霉菌和花粉：第三层是活性炭和碘化钾等复合层，处理甲醛等物质；第四层是HEPA值，去除PM2.5。而国内空气净化器基本只有三层，比四层的产品功效要低一些。国内的产品价位多数在一万元以下，那些宣称过滤率可达到97%～99%的，其实基本做不到。真正对PM2.5有很好效果，能处理90%～95%的空气净化器，价格非常昂贵，普通老百姓往往只能望而却步。
空气净化器的适用面积大小与其对颗粒物的去除能力密切相关，是产品定价的基础指标，也是选购和使用空气净化器的首要参考指标。即使是好的设备，由于受限于净化滤芯，所能净化的空气也非常有限，超过一定范围净化效果就大打折扣。从目前的情况来看，市面上的产品很多存在夸大标称适用面积的做法，所以消费者在购买的时候可以根据房屋面积选择适用面积大一些的产品。
空气净化机范文3
【关键词】： 雾霾； PM2.5； 空气净化技术； 臭氧
1 引言
我国雾霾天气频发引发了社会的广泛关注，雾霾对人体健康的危害越来越广泛的被人们所熟知。雾霾包括雾和霾两个部分，雾是由于水汽在空气中凝结形成的，其除了会阻碍人们视线外对人体并无直接伤害，而霾是空气中尘粒等细微颗粒的集合体，其通常会吸附空气中有毒有害气体，水汽也会附着其上，所以雾与霾通常同时出现。雾霾形成的原因是空气中PM2.5细微颗粒（粒径小于或等于2.5 nm的颗粒物）的浓度过高。
《2015年中国气候公报》显示仅2015年，我国大范围、持续性的霾天气就有11起，对交通运输和人身健康安全产生严重影响。2015年11月上旬霾天饨盗僭诙北地区，浓度超过250 μg/m3，哈尔滨的PM2.5小时峰值浓度接近10000 μg/m3，长春和沈阳等地的PM2.5小时峰值甚至超过10000 μg/m3。11月末到12月初，霾又出现在华北大部及河南北部、山东西北部等地，PM2.5浓度超过150 μg/m3且能见度3公里以下的区域面积达到41.7万平方公里。12月末，华北中南部、黄淮大部、江淮东部及陕西关中等地也出现中到重度霾，重度霾面积达到19.1万平方公里。北京南部与河北中南部部分地区PM2.5峰值浓度均超过500 μg/m3，河北北部局部超过1000 μg/m3。这些霾中的细微颗粒会随着人的呼吸进入上呼吸道，刺激人体的上呼吸系统，当雾霾进入人体支气管后，会干扰肺部的气体交换，引发哮喘、支气管炎和心血管等方面的疾病。频发的雾霾天气和严重的雾霾危害使人们对新鲜空气和良好的生活环境愈发的渴求。
为了远离雾霾的危害，空气净化器进入人们的视野，对空气净化技术的研究也越来越多。19世纪空气净化器才真正出现，最初用于消防。二战期间，高效空气过滤器（HEPA）诞生，用于核能研究防护，确保科学家的呼吸安全，之后被广泛的用于空气净化器。20世纪80年代空气净化器开始应用于家庭，之后由于空气污染的加剧，人们对空气质量要求的提高，各种高效的空气净化技术应运而生，尤其是进入21世纪以来，各种空气净化技术蓬勃发展，使其更加完善。目前市场上，以活性炭吸附为净化机理的空气净化器仍占主流，不过可以预期的是各种新的、更加高效节能的空气净化器将逐渐占领市场。
空气净化器可以有效的缓解PM2.5浓度过高的问题，但同时也引发了一个不可忽视的问题?――臭氧污染[3]。低浓度的臭氧具有杀菌、消毒的作用，而随着臭氧浓度的升高，将会对人体产生危害。臭氧浓度过高，会刺激、损害人体鼻粘膜及呼吸道，当臭氧在空气中的浓度达到1 mg/L，就会导致人体呼吸加快，并出现胸闷、心悸等症状；当在空气中的浓度达到2.5-5.5 mg/L，就能引起人体脉搏跳动加速，咳嗽头痛，严重的则会导致肺功能受损，出现肺气肿及肺部组织损伤，如果人在这样的浓度中持续停留时间超过一小时，有可能因呼吸加快而死亡。臭氧浓度过高还会刺激眼睛，导致视力下降，甚至是失明。空气中的臭氧会破坏人体血液循环组织功能。臭氧在空气中浓度的增加，会使人体组织缺氧，轻则会导致甲状腺功能受损，导致人体骨骼软化；严重时会破坏人体免疫机能，诱发淋巴细胞染色体畸变。由于臭氧具有极强的氧化性，会损害人体心血管及心脏功能，当人在642 μg/m3的臭氧环境中停留2小时左右，人体血管即可出现炎症，心脏有问题的人可能会猝死。
臭氧污染已继雾霾污染成为首要的大气污染，其造成的危害比雾霾更甚，且其更具隐蔽性，不易被人们察觉，无声无息中对人体造成损伤，所以人们出门前要留意空气污染状况，避免臭氧危害[4]。在降低PM2.5浓度时，如何避免臭氧浓度过高的问题已成为空气净化行业面临的主要问题。
本文将介绍几种目前主要的空气净化技术原理[5-7]，包括活性炭吸附技术、HEPA高效过滤技术、静电集尘技术、负离子技术、光催化技术等，并分析其在应用过程中存在的优缺点和可能的改进措施。
2 常见的空气净化技术
2.1 活性炭吸附技术
正文活性炭因为其比表面积大，具有丰富的微孔结构，且孔的目数分布较广，所以常被当做吸附材料使用。活性炭吸附能力强，对粉尘、固态颗粒、气态污染物等[8]都具有良好的吸附效果，是目前使用量最多的吸附材料，其应用范围也非常广泛[9， 10]。以活性炭良好的吸附性作为技术核心的专利技术也是丛出不穷[11， 12]，可以说活性炭吸附技术是一种比较完善的可用的空气净化技术。但其也存在固有的缺点，如活性炭具有吸附饱和性，当温度、风速等外界条件发生变化时，活性炭吸附的有害物质可能会重新回到空气中。然而就算外界条件不发生变化，当活性炭吸附一定量的污染物后，其吸附能力也会下降，最终失去吸附的功能，所以活性炭吸附式空气净化机要定期更换过滤材料，这样就造成成本增加，成为其更加广泛使用的阻力。
活性炭吸附性能优异且丰富廉价，将之弃之不用是不明智的，所以许多专家学者们对其进行改进。古政荣[13]等人将活性炭与纳米二氧化钛进行复合制得一种光催化空气净化网，用活性炭优异的吸附性来捕捉富集微粒和有害气体等，然后用纳米二氧化钛进行催化降解，这样既解决了活性炭吸附饱和性的问题，使活性炭活性位点再生，又解决了纳米二氧化钛对低浓度有机气体催化效率低的问题，可谓是一箭双雕。
2.2 HEPA高效过滤技术
HEPA即高效空气过滤器，达到HEPA要求的过滤网，对0.1 μm的颗粒有效去除率达到99.7%，对于直径为0.3 μm以上的微粒的去除率可达到99.97%以上。HEPA分为pp滤纸、玻璃纤维、复合PP PET滤纸、熔喷涤纶无纺布和熔喷玻璃纤维五种材质。其对烟雾、灰尘以及细菌等污染物均有很好的过滤效果，且风阻小、容尘量大、过滤精度高，可以根据需要加工成各种尺寸和形状。缺点是随着过滤的进行，吸附量逐渐达到饱和，过滤效果降低，需要及时更换滤网。滤网的使用寿命一般是8-12个月（家用）。
2.3 静电吸附技术
静电吸附达到净化空气的目的一般分为两步[14]：一是让进入净化器的空气里的尘埃带上静电，二是带静电的尘埃在电场力的作用下向电极移动，最终吸附在电极板上。当携带粉尘颗粒的空气通过高压电场时，由于电晕放电现象使气体电离，产生离子，离子在静电力作用下做定向运动，与尘埃碰撞使其荷电，或者离子扩散到尘埃上使其荷电。带静电的尘粒进入积尘区后，在电场力的作用下，分别向极性相反的电极运动，并沉积在电极上，如图一所示。
静电吸附式净化器除尘效率高[15]，可以净化大体积量的气体，能去除的粒子粒径范围较宽，可净化温度较高含尘烟气，并且结构简单、气流速度低，压力损失小，可以微机控制，远程操作。由于具备以上的优点，所以静电吸附式空气净化使用较为广泛，如在医药领域的应用，张晓春[16]等人将静电式空气净化器用于降低急诊外科换药室内空气细菌数量，黄建[17]等人也做了类似的应用，都取得了良好的效果；其缺点是会产生臭氧和氮氧化物，形成二次污染，尤其是臭氧超标问题已成为阻碍其发展应用的主要问题。针对这一问题，低臭氧装置的静电式空气净化器成为解决问题的一个办法，现在已有相关的专利被申请[18， 19]，相信以后还会有更多的发明出现。其次静电式空气净化器一般设备庞大，耗电量大，制造、安装和管理的技术水平要求较高，且浓度大于30 g/cm3的含尘气体需预处理，清洗时比较容易造成室内空气二次污染，不具备离线检修功能，其高电压运转模式，易产生电流声。虽然静电吸附式空气净化器存在以上缺点，但其仍不失为解决空气污染的一个好方法。
2.4 离子化技术
离子化技术就是以负离子为净化因子，负离子主动出击扩散至空间的各个角落，吸附沉降粉尘、颗粒物等固体污染物，使之凝聚成大颗粒并沉降地面，还可有效杀灭细菌病毒等微生物，分解甲醛、苯系物等装修污染。同时负离子对人体的健康有极大的帮助，它可以通过呼吸系统进入人体，促进呼吸道内部纤毛的活动，有助于净化呼吸道；负离子还具有镇静、催眠、镇痛、增食欲、降血压等功能[20]。
x子化空气净化器的核心是离子发生器，由其源源不断的产生负离子，而在产生负离子的同时也会有臭氧生成，前文已经提及臭氧对人体的危害，所以低臭氧的负离子空气净化器成为人们研究的一个热点。曹辉[21， 22]等人成功将负离子空气净化器释放的臭氧浓度由439 μg/m3降低到41 μg/m3以内，一定程度上弥补了负离子空气净化器的不足。
2.5光媒触分解技术
光媒触分解技术即光催化技术[23-25]，用以二氧化钛为代表的半导体材料作为催化剂，在光电转换中进行氧化还原反应。以二氧化钛为例，因为二氧化钛具有不连续的能带结构，包括填满电子的低能价带和空的高能导带，价带和导带之间称为禁带。当用一定强度的光照射二氧化钛时，其部分价带电子吸收能量发生跃迁，电子跃迁到导带上，相应的在价带上留下空穴，于是形成电子―空穴对。当电子―空穴长期存在时，就可以与二氧化钛表面吸附的污染物发生氧化还原反应。此方法可以有效的降解甲醛、苯系物等有机污染物。图二[26]为纳米二氧化钛催化分解甲醛示意图。
光媒触分解技术的优点是可以直接用空气中的氧气作氧化剂，反应条件温和，可以将有机污染物分解为二氧化碳和水等无机小分子，净化效果好，而且选用化学性质稳定的半导体光催化剂，成本低，不存在吸附饱和现象，使用寿命长。但当净化较低浓度的污染物时，光催化降解速率慢，并会生成许多有害的中间产物，影响净化效果。室内空气中污染物的浓度一般较低，针对这一问题，王韶昱[27]对催化剂等进行一系列的改进，将光催化技术应用于室内空气净化器并取得了良好的效果；还有其他的方法也可以解决这一问题，如前文提到的与活性炭复合等。
3 复合型空气净化器
由于各种空气净化技术各有优劣，使用单一的空气净化技术很难解决复杂的空气净化问题，所以各种空气净化技术联动使用成为一种趋势，并取得了良好的效果。例如荆游等[28]将HEPA、活性炭、活性碳纤维、光触媒、UV-C和负离子技术联用设计了一种新型空气净化器。实验结果表明该新型空气净化器可以有效去除粉尘、烟雾、VOCs（挥发性有机化合物），能够杀菌和清除病毒。
4 发展展望
由于空气质量问题的复杂性，空气污染物多种多样如固体颗粒、细菌病毒、挥发性有机化合物、烟雾等，所以很难用单一的技术解决空气污染问题。多种空气净化技术的联合是解决空气质量问题的必由之路，但是多种技术的联合应用也会引发新问题，如设备复杂、耗材增加、能耗增大、操作复杂等。所以选取有效、简便的空气净化技术是非常重要的，同时我们也要勇于探索，大胆尝试新的空气净化技术，研发出更加高效、小体积、低臭氧排放、低能耗的空气净化器，为改善我们的生活环境而努力。
通讯作者简介
李海涛教授，男.1999年瑞典林雪平大学化学物理专业获工学博士学位.2002-2010年，先后任英国剑桥大学化学系专职研究员（PI），英国剑桥大学化学系生物物理化学实验室副主任，英国利兹大学化学系外聘专家.2012年回国在江苏师范大学任职江苏省特聘教授.目前主要从事单分子荧光技术与癌症的早期检测工作.
参考文献
[1] 郑莉. 浅谈雾霾危害及预防措施[J]. 华夏地理， 2016， （4）.
[2] 李海洋， 赵新军. 基于TRIZ理论的空气净化器发展分析[J]. 科技创新与品牌， 2016， （3）： 50-52.
[3] 刘嘉璐. 臭氧：PM2.5的“接班人”[J]. 地理教育， 2015， （12）： 58-58.
空气净化机范文4
（苏州经贸职业技术学院，苏州 215009）
摘要： 首先，介绍目前市场上流行的若干种空气净化技术工作原理，分析这些净化技术在实际应用中的优缺点。其次，重点阐述空气净化技术的新方向——“水洗空气”的基本原理，最后对净化技术发展趋势进行展望和总结。
关键词 ： 净化技术；水洗空气；光催化；活性炭；纳米二氧化钛
中图分类号：X51 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）03-0272-02
基金项目：苏州经贸职业技术学院院级科研项目——多功能空气净化器设计开发及研究，项目编号：JMQZ1303。
作者简介：杨晓平（1982-），男，江苏苏州人，研究生，讲师，主要研究方向为机电一体化。
0 引言
在我国，随着工业化、城镇化步伐向前不断迈进，大气污染、水污染等问题变得日益突出，近年来，雾霾天气的频频“造访”严重影响人们的日常生活，PM2.5成为每日必须监测的对象，空气质量问题引发人们的普遍忧虑，同时，由于室内装潢装饰材料、日用化学品的使用、家具建材释放的有毒物质，导致室内空气质量直线下降，譬如甲醛等有害气体，苯氡等致癌物质使得长期生活其中的人体产生各种疾病。空气污染对人类健康危害已成为全世界共同面临的难题，为了更加有效地净化空气，还人们一个洁净环保的生活居住环境，空气净化技术的研究应运而生，且在近几年里迅速发展，本文全面介绍目前主要的空气净化技术工作原理，分析其实际应用中的优缺点，并讨论净化技术的发展趋势及发展新方向。
1 空气净化技术现状分析
目前市场上空气净化技术主要包括：机械过滤、吸附过滤，离子化技术、催化氧化技术等。以下依次进行简述并指出其在使用中的优势及不足之处。
1.1 机械过滤技术 机械过滤是指将周围的空气经过风机加压后，在通过设备内部放置的纤维过滤材料时，空气中的颗粒污染物因尘埃粒子的直径大于纤维材料的孔径而被捕获下来，以此来达到除尘净化的目的，这就是机械过滤式方法，此法只能除去直径较大颗粒污染物，对于较小的粒径以及气态而非固态的杂质无法搜集到。这种较早出现的净化技术总体来讲性能不够完善，净化效果有限，只能达到初步过滤等级，具有一定的局限性。其优点是设计简单、使用方便，缺点是净化气态污染物－有害气体性能差，对超微固态颗粒的净化效果也差。
1.2 吸附过滤技术 空气中的污染物存在形式有固态污染物和气态污染物两种，正因为上述机械过滤存在无法过滤气态颗粒的缺陷，随着净化技术进一步发展，活性炭吸附技术被开发设计出来。利用了活性炭对气体具有较强吸附能力的特点，所以其优点是提高了对气态污染物的净化效果，总体上改善净化性能，但是，它的缺点是活性炭的吸附具有饱和度，且一旦饱和就无法继续吸附下去，无法再生。虽然目前在空气过滤领域，活性炭过滤器使用广泛，但其缺陷是天生的，定期需要报废并更换新的活性炭，成本较高。
1.3 离子化技术 此种技术采用的负离子能与空气中的颗粒物结合形成质量较大的粒子而被过滤层捕获附着在过滤材料的表面，低温等离子具备的能量能使气态有机物中的化学键断裂，转化为无害物，负离子能够杀灭某些细菌，具有杀菌的作用，但是，其缺点是化学反应产生臭氧，一定浓度的臭氧对人体健康有害，形成二次污染物。
1.4 光催化氧化技术 光催化氧化是指以某种半导体材料作为光催化剂，在光电转换中进行氧化还原反应。光催化剂中使用最多的是TiO2，纳米TiO2颗粒细化程度高，光催化活性较一般的催化剂（TiO2、ZnO、CdS等）进一步提高。在光化学反应中，TiO2在光照条件下，其表面生成空穴－电子对并与吸附在表面上的物质发生氧化还原反应，空穴具有较强的氧化能力，能够与水反应生成羟基自由基。电子具有还原性与氧气反应生成氧自由基，生成的上述两种自由基均具有很强的化学活性，能与多数有机物发生氧化反应，生成二氧化碳和水，从而达到净化空气的作用。
根据上述光催化氧化的基本原理，在常温常压条件下，利用空气中的氧气就能在光照一定时间后，将空气中有机污染物分解为水和二氧化碳无机物，净化效果好，纳米TiO2作为催化剂，化学性质稳定，氧化还原能力强，成本低，不存在像活性炭的吸附饱和现象，使用寿命长。但是，这种催化氧化反应需要在一定的浓度条件下才有效，当空气中污染物浓度较低时，光催化降解速度较慢，会产生有害的中间产物，也会有二次污染的出现，所以，该技术不能直接使用，而是在市场上出现了活性炭－纳米TiO2复合光催化过滤材料，综合两者各自的优点，提高净化效率。
2 空气净化技术新方向——“水洗空气”
水洗空气是指采用先进的空气绕流技术，其原理是将室内污浊的空气通过风机运动吸入到空气净化设备中，通过控制相对旋转的水帘对流组合，将空气切割旋转带入水中，空气顺着水帘对流组合的叠状微孔循环形成高速绕流，从而保持设备净化模块中的空气溶于水中，延长空气与水的接触时间和接触面积，使有害物质充分溶解于水，从而提高净化能力。水作为大自然的一种固、液、气形式同时存在的特性物质，水的净化功能非常神奇，现在提倡要保护生态湿地，保护湖泊水源地，就是因为水无疑是自然界最好的净化剂载体，这些生态湿地、湖泊等是人类生活环境中的天然净化机。
空气中微小颗粒的过滤效果与滤材的间隙直接相关，传统的过滤网技术中，滤网都存在着间隙，网径再小，再密，滤层再多的滤网也得让空气通过才能够有效净化，只要有空隙，哪怕再小，也必然有微小悬浮物通过，然而，“水洗空气”净化理念的提出，较之于传统的滤网除尘技术，一层水幕仅存在的是水分子的距离，没有哪种滤网的网径能比液态分子间的距离更小了，对于空气中存在的大量细微颗粒，如烟尘、可入肺颗粒物PM2.5，水的无缝隙粘性滤除效果会更好。水在无缝粘性滤尘的同时，气化加湿滋润空气，使得空气清新自然，并且空气中的有毒有害物质甲醛等极易溶解于水中，杀菌消毒，降解有害物质，无二次污染。
3 结论与展望
通过对上述主要空气净化技术现状的分析，可以看出：在空气净化领域，单纯利用一种技术，一种材料，或材料的某一方面，想要有效净化空气，其效果肯定是不佳的，因为生活的实际环境空气成分复杂，条件变化多样，空气净化技术的发展趋势应该是走复合的道路，譬如，单纯利用光催化氧化技术，或者活性炭吸附技术，都无法有效改进现有空气品质，但是，如果通过一定的复合技术，将二者有机结合，则能做到取长补短、优势互补的效果，活性炭对低浓度有机气态颗粒具有极强的吸附能力，通过复合，纳米TiO2能够不断地将活性炭吸附的各种有机污染物分解为二氧化碳和水，这样，活性炭吸附饱和的问题就解决了，可以再生了，二者的结合，大大提高净化效率。这样的活性炭—纳米TiO2复合材料已处于开发设计阶段，应用于空调系统，改善空气品质。
水洗空气法，在空气净化方面做了一个全新的探索，开辟了一条新的道路，为空气净化产业的技术创新提供了一个有益的尝试。
传统的净化技术在更新换代，逐渐走向复合技术，全新的技术——水洗空气法，又使得空气净化领域逐渐延伸和扩展开来。未来，技术更加完善，空气品质更优，人类的健康更有保障。
参考文献：
[1]吴忠标，赵伟荣．室内空气污染及净化技术[M]．北京：化学工业出版社，2007，3.
空气净化机范文5
关键词：室内；空气净化；关键技术
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.01.209
0 前言
对于现代生活，室内是主要的活动场所，因此，室内环境对于人类健康来讲，至关重要。相关数据显示，室内空气污染程度远高于室外，有害物质种类复杂，甚至包含大量致癌物质，室内空气污染成为人类健康的重要影响因素。因此，要高度关注室内空气净化关键技术的应用，在根本上改善室内空气质量。
1 对室内空气污染源和危害的介绍
针对室内的空气污染，诱因是燃料的燃烧、装饰材料以及家具等，尤其是室内装修产生的空气污染十分严重，关注度提升。很多材料都具有大量的甲醛，对人类健康造成威胁，尤其是对呼吸道、神经内科等，威胁更大。同时，这些物质需要较长时间进行释放，短期通风很难实现对甲醛的彻底清除。为此，为了实现对室内空气污染的彻底清除，实现快速杀菌的目的，需要重视净化技术的应用。
2 深入分析室内空气净化技术
2.1 对传统过滤的介绍
当空气以一定的流速穿过过滤层的时候，内部杂质被拦截，置于滤纸的上面。过滤的作用是实现对空气中颗粒较大的粉尘的处理和清除。传统的过滤材料主要是玻璃纤维滤纸。这种方式如果遇到尺寸在0.1-0.3μm，那么过滤的难度较增大了，主要原因是细菌等微生物主要贴附在颗粒物上，明显大于这个限制尺寸，因此，很难被有效的过滤。而对于孢子，由于其存在的形式是单一性，因此，大小与细菌相似，规格上属于大颗粒物，很容易被过滤。当前，这种传统的技术在空气初始净化中应用较多，需要结合相关技术进行运用，例如，吸附技术、负离子技术等。
2.2 对吸附技术的介绍
对于吸附技术而言，其存在时间较长，主要依靠核心吸附材料实现目的。长远的吸附材料主要包含活性氧化剂、活性炭等，尤其是活性炭，其隶属资源吸附材料类型，能够高效地实现对污染物的清除，具有极强的可靠性。但是，其应用效率主要取决于使用的重量。在使用过程中，会出现分解的黑色碳末，很难实现较长时间的吸附，饱和度很容易就达到指标。社会的发展使得室内环境不断改善，条件提升，活性炭的脱附现象增多，造成污染的再次出现。因此，要注重对复合化学吸附材料的研究，注重应用天然性的材料，发挥其无污染的优势，增大纳米孔洞，实现吸附功能的显著提升。与此同时，要融入降解功能，防止吸附的有害气体再次发生游离问题。
2.3 对光催化技术的介绍
针对光催化技术，其具有突出的发展速度，被整个净化领域所关注。对于一些半导体粉末，一旦受到紫外线的照射，价带上的电子就会立即被激发，呈现在导带之上，具有突出的氧化作用，与此同时，也出现了极强的还原能力电子。这种情况下，能够出现与碳氢化合物的反应，达到降解的目的，实现对微生物的有效清除。对于光催化，其比较理想的产物是二氧化碳和水，但是，中间物质较多，其在诸多方面的影响还有待进一步研究。
2.4 对紫外光消毒的介绍
针对紫外光杀菌，其主要包含两个方面的因素，首先，是化学作用。紫外光照射能够产生自由基，能够发挥对微生物组织的有效破坏，造成结构重组，使得其PH值发生变化。另外，其中含有大量的光量子，能够刺激和袭击微生物，引发DNA的破裂，造成扭曲突出的现象。如果将其应用在空气净化机上，暴露一些不足，引发臭氧的出现，甚至出现更高的污染物质。另外，这种紫外光对人体也具有一定的伤害作用，需要设置较长的消毒时间，限制应用的推广。
2.5 对负离子技术的介绍
对于气体分析，其主要存在状态为电中性，一旦受到外力影响，电子即变成负离子。之所以存在清新的空气，主要原因是存在大量的活性氧和负离子。负离子的存在，使得颗粒自身带电，能够提升沉降和凝聚的速度。对于负离子技术在空气净化中的应用，需要高压电厂的气流给予配合，同时，需要专业性较高的设备配合。臭氧的副作用较大，影响人身安全，间隙方式比较常用，实现与人体的分开。为此，要重视对降解功能的发展，实现成本的有效降低，形成更加高效的材料和技术。
2.6 对复合净化技术的介绍
对于复合型的空气净化技术，其主要应用的线路是机械强制环流-物理过滤与吸附―化学催化转化。在机械方式阶段，能够发挥拦截的作用，及时清除悬浮颗粒。对于物流过滤发，借助的是过滤器的作用。化学过滤发挥化学吸附剂的作用。
3 对复合空气净化技术原理的介绍
对于当前使用较多的复合型空气净化技术，主要融合了几种技术类型，如机械、物理和化学技术，净化路线清洗，发挥各种净化方式的优势，实现了过滤、吸附与摧毁功能的集中，有效杀害空气中的污染物。在应用过程中，需要发挥风扇的作用，保证室内气流的有效循环，在净化装置的作用下，完成净化。在整个装置中，借助不同的净化功能，实现对不同状态污染物的有效净化。
4 结束语
综上，随着整个社会对室内空气质量要求的不断提升，需要高度重视室内环境空气质量的提高，运用多种技术，尤其是复合净化技术，加快净化速度，避免再次污染，在根本上提升室内空气质量，营造更加和谐的室内环境。
参考文献：
[1]王韶昱.光催化技术在室内空气净化器中的应用研究[D].浙江大学，2013.
[2]尹雪云.纳米光催化技术在室内空气净化器中的应用研究[D].北京工业大学，2003.
[3]吕品.室内空气质量控制中关键检测技术的研究[D].大连理工大学，2008.
空气净化机范文6
关键词：室内空气净化；材料；技术应用
一?前言
随着社会的不断发展和进步，建筑设计越来越追求高能效，其绝热效果越来越好，但是建筑物的通透性去越来越差，同时，大量的合成物质被用于建筑和装饰，这些因素都导致室内空气污染物的积累，使得污染程度远比室外要严重。同时，人一天有大半的时间是在室内度过的，室内空气污染对人们的舒适度、身体健康等都有不利的影响。室内空气质量研究已经成为当今国际社会研究的热门话题。
室内空气净化是借助专门的系统分离或转化室内空气污染物，使其从室内空气中分离出去，或转化成无害的物质。该办法特别适用于污染源控制和通风不能解决的室内空气污染的场所。室内污染物的净化技术，目前应用较广泛的主要有：吸附净化技术、低温非平衡等离子、生物净化技术、负离子技术等。室内净化材料按照净化原理和材料性质来划分，可分为物理净化材料、化学净化材料和生物净化材料三大块。
二?室内空气净化材料
室内空气净化材料按照净化原理和材料的性质来区分，可以分为物理净化材料、化学净化材料、生物净化材料三大类。
1. 物理净化材料
物理净化材料主要是通过物理吸附作用对室内的空气进行净化。活性炭、硅胶、沸石等作为物理的吸附材料，其吸附作用主要受材料表面积以及化学稳定性的影响。其中，活性炭以其稳定性、易再生等性质成为研究的主要对象。
活性炭具有吸附和催化的性能，不溶于水和其它溶剂，具有稳定性。因此其用途也十分广泛。从18世纪以来，人们一直将活性炭运用于实践中，并取得了重大的进展，尤其是20世纪70年代，日本生产的活性碳纤维，脱附速度快，吸附量大，易再生，已被认为是21世纪最优秀的环境材料之一。
2. 化学净化材料
化学类的净化材料主要是指采用氧化、还原等化学反应技术生产的净化材料。化学类的净化材料中，目前应用较广泛是光触媒材料。光触媒也叫光催化，是一种以二氧化钛为代表，在光照条件下具有催化作用的半导体材料的总称。二氧化钛作为一种光触媒，在吸收太阳光或照明光源中的紫外线后，能够发生氧化还原反应，表面形成强氧化性的氢氧自由基和超氧阴离子自由基，中游离有害物质分为无害的二氧化碳和水，从而达到净化空气的目的。光触媒对于温度没有严格的限制，一般在常温条件下就会发生氧化还原反应。
除了光触媒材料，目前还有一种新型的环保材料用于讲话室内空气：负离子材料。负离子材料的主要成分是具有自发电极的天然矿物，材料与空气接触时，能够持续释放空气负离子，负离子具有很强的氧化性，形成的负离子与空气中的有害物质结合，发生氧化还原反应，从而达到去除空气中污染，净化空气的目的。同时，空气负离子也可以促进人体的血液循环，改善睡眠质量。目前，负离子已经被列为评价空气质量的一个重要指标，目前发展也已经初具规模。
3. 生物净化材料
生物净化材料主要指利用生物对室内的空气中的污染物进行氧化分解，从而达到净化空气的目的。利用生物来净化室内空气，目前研究比较多的就是利用室内植物的自然吸附作用，以对室内的空气进行绿化净化。
另一方面，对不同类型的材料进行复合应用也有了广泛的研究。复合材料中，以活性炭为载体负载其他材料来进行的空气净化的研究也已经进入到了比较深入的阶段。它利用了活性炭的吸附能力并同时发挥了化学类净化材料的催化性能，使得个材料得到互相补充，也为室内空气净化材料的发展开辟了新的领域。
三?室内空气净化技术的研究
1. 吸附净化技术
吸附技术是指借助多孔性固体吸附剂表面存在不平衡力的作用，使气态污染物吸附在其表面，从而实现从气流中分离出来的目的。吸附技术分为物理吸附和化学吸附两种。
吸附技术由于脱除效率高，。富集功能强，适用于几乎所有的恶臭有害气体的处理，因而是脱除有害气体比较常用的方法。常用的吸附剂有活性炭。活性碳纤维、沸石等。其中以颗粒活性炭、含高锰酸钾的活性氧化铝及复合活性炭纤维最常用。
近年来研制出来的各种新型的活性炭有蜂窝状活性炭、活性碳纤维等。目前活性炭净化空气的研究主要集中在其吸附应用和吸附性能的改进上。特别是活性碳纤维，由于其优点显著，应用也日益广泛，也是当今世界最先进的室内空气净化处理技术之一。
2. 光催化进化技术
光催化净化是指基于光催化剂在紫外线照射下具有的氧化还原能力净化污染物。光催化剂属于半导体材料，现有的研究表明，光催化氧化可以使多种有机体降解，还可以使有机酸发生脱碳反应。近年来，光催化净化空气技术备受关注，成为各国研究和开发的热点。
纳米材料光催化是目前最具发展潜力的室内空气净化技术，但是它不能净化空气中的悬浮物以及细菌颗粒物，同时催化剂微孔易被灰尘和颗粒物堵塞而使其失活，
3. 绿色植物自然进化
室内绿化是指在室内种植摆设一些有利于室内空气净化的植物，既要求美观又要求实用，这些绿化植物除具有调节温湿度的作用外，还具有吸尘、杀菌杀毒、吸入废气等功能。室内绿化常有盆栽、悬挂式栽培、盆景等形式，选择绿化植物应根据室内的光照、空气温湿度等室内生态因子来考虑。布置时要根据室内的实际环境进行协调。目前来说，对于室内净化效果较好的有：夏威夷椰子、万年青、、吊兰、爱玉合果、黄爱葵东等。
4. 膜分离技术
膜分离技术是一项简单、快速、高效和经济节能的新技术。膜分离法是利用各组分在压力推动下透过膜对的传质速率不同进行分离的，用于气体分离的膜主要有有机聚合膜和无极膜。
现在，有机膜分离技术已经被成功地运用到其他方法无法收回的有机物的分离，采用此方法回收有机废气中的丙酮、甲醇和甲苯等，回收率可达97%。将有机膜应用于室内空气净化的研究目前尚少。
