化学与生活期末论文_论文化学与生活
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重庆大学《化学与生活》课程论文
空气净化器的原理及如何
评价其净化效果
学生姓名：李丹
任课教师：左赵宏
专
业：物流工程
学
号：20124911
重庆大学化学化工学院
二O一四年四月
重庆大学《化学与生活》课程论文
空气净化器的原理及如何评价其净化效果
目录
摘要......................................................................................................................................................2空气净化器概述及原理...............................................3 1.1空气净化器概述................................................3 1.2 空气净化器的原理.............................................3 1.2.1 物理式..................................................3 1.2.2 静电式..................................................4 1.2.3 化学式..................................................4 2 净化效果评价.......................................................5 2.1 洁净空气量（CADR）...........................................5 2.2 净化效率.....................................................5 2.3 净化寿命.....................................................5 参考资料.............................................................7
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空气净化器的原理及如何评价其净化效果
摘要
为解决日益突出的室内环境问题，阻止室内空气污染这个“隐形杀手”的进一步肆虐，从源头上降低肺癌、哮喘病等呼吸道疾病的发病率，我国在2003年颁布并实施了《室内空气质量标准》法规，使室内空气问题得到部分解决的同时，也使得在室内空气环境的治理领域出现了巨大商机，市场上涌现出了各种各样的空气净化器。
本文在第一部分总结了应用得最为广泛的6种空气净化技术，一一阐述了其原理，并总结了各种净化技术的优劣点。在第二部分介绍了三个评价空气净化器净化效果的方面，为评价空气净化器提供了科学依据。
关键字：空气净化器 原理 优劣点 评价 净化效果
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空气净化器的原理及如何评价其净化效果 空气净化器概述及原理
1.1空气净化器概述
我国的《空气净化器》相关标准中把空气净化器定义为“从其中分离和去除一种或多种污染物的设备，对空气中的污染物有一定取去除能力的装置”。但是，虽然空气净化器诞生于消防和军事，但是早在20世纪80年代，空气净化的重点就已经转向家庭空气净化，所以现在一般认为空气净化器是指能够吸附、分解或转化各种空气中的污染物，有效提高室内空气清洁度的产品。其最主要的功能是去除空气中的颗粒物，包括PM2.5、过敏原等，同时解决由于装修或者其他原因导致的室内挥发性有机物空气物污染问题，有也很多空气净化器已经能够去除空气中的细菌、病毒等有害微生物。
1.2 空气净化器的原理
一般的空气净化器都是主要由马达、风扇、空气过滤网等系统组成。其中马达和风扇负责是室内的空气循环流动，使污染的空气通过空气过滤网，而空气过滤网负责经各种污染物吸附或降解清除。马达和风扇虽然每个型号的空气净化器都不尽一样，但基本原理都一样，而空气功率网作为直接清除污染的部件，各种类型的工作原理都不一样，也是空气净化器分类的主要依据。
其实尽管市场上所宣称的空气净化器的名称、种类、功能不尽相同，但追根溯源，从空气净化器的工作原理来看，主要无非三种：物理式、静电式、化学式。
1.2.1 物理式
物理式空气净化器是采用物理过滤的方式来将污染物过滤清除，主要有两种过滤方式——吸附过滤和机械过滤。①活性炭
活性炭在日常生活也很常见，它是一种很细小的炭粒，有很大的表面积，而且具有丰富的微孔，因此具有很强的吸附能力。由于炭粒的表面积很大，所以能与气体和杂质充分接触，使得这些气体和杂质能够被微孔吸附，起到净化作用。②HEPA网
HEPA是High Efficiency Particulate Air Filter（高效率空气微粒滤芯）的缩写，HEPA过滤器由一叠连续前后折叠的亚玻璃纤维膜构成，形成波浪状垫片用来放置和支撑过滤界质，孔径微小，吸附容量大，所以对微粒的捕捉能力较强，净化效率高，而且同时还具备吸水性，针对0.3微米的粒子净化率为99.97%。也就是说：每10000个粒子中，只能有3个粒子能够穿透HEPA过滤膜。因此，它的第 3 页 重庆大学《化学与生活》课程论文
空气净化器的原理及如何评价其净化效果
过滤颗粒物的效果是非常明显的。
1.2.2 静电式
① 高压静电集尘
大部分灰尘原本都是带有中心或带弱电荷，因此，一般的滤芯只能滤到比网眼大的灰尘颗粒。而高压静电集尘是在颗粒经过滤芯之前就通过加载高压电使其带电，从而使带电的颗粒更容易吸附到滤芯上的过滤方式，所以这种这种方式即使在使用大网孔的情况下，依然可以有较好的过滤能力，而且较大网孔也可以在保证了过滤性能的同时提供很好的通风量。
静电式过滤方式过滤的同时还有一个附加功能：静电灭菌。这是因为静电钨丝释放6000伏高压静电，能瞬间完全杀死寄附在灰尘上的细菌、病毒，防止传染病等。其灭菌原理是破坏细菌衣壳蛋白的4条多肽链，并使RNA受损。
1.2.3 化学式
前面所介绍的两种方式的过滤方式全都是使需要过滤的空气通过过滤网并在过滤网处得到清理，这种清理方式称为被动式净化。被动式净化中空气的流动难免存在死角，所以被动式净化只在净化器周围的空间净化效果较好。但是化学式的过滤方式属于主动式净化，其利用空气的弥漫性将净化因子送到空间的每个角落进行净化，不存死角。
① 光触媒净化
光触媒净化方式利用光触媒在光照射下的催化作用，使周围的氧气和水分子发生反应，生成具有活性的OH^-和O^2-等自由基，而这些自由基几乎可以分解所有对人体或环境有害的有机物质及部分无机物质。② 甲醛净化剂
利用甲醛清除剂是利用某些植物吸收甲 它能主动捕捉游离甲醛并形成未定的固态物质。③ 负离子
负离子是空气中一种带负电荷的气体离子。它是空气分子在高压或强射线的作用下被电离所产生的自由电子被氧气所获得而产生（O^2 + e^-→ O^2-，O^2-+ nH2O →O^2-（H2O）n）。负离子的分子式是O^2-（H2O）n，或OH^-(H2O)n。空气负离子能还原来自大气的污染物质、氮氧化物、香烟等产生的活性氧（氧自由基）、减少过多活性氧对人体的危害、中和带正电的空气飘尘无电荷后沉降，使空气得到净化。
图 1 光触媒氧化分解原理图
醛的原理，从数十种天然植物中提取精华，添加活性成分经特殊工艺精制而成。
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空气净化器的原理及如何评价其净化效果 净化效果评价
由于目前市场上空气净化器种类繁多, 形式多样, 净化原理也不尽相同, 而且一些商家的宣传资料过分夸大，消费者面对纷繁的空气净化器市场常常无所适从。因而，空气净化器的评价显得很有必要。
现在，空气净化器的主要评价指标是洁净空气量、净化效率和净化寿命。
2.1 洁净空气量（CADR）
洁净空气量是指空气净化器去除某种空气污染物的能力.它无法直接测量，而是通过中间量计算得到。按下式计算: CADR= V(K e-K n)
式中: CADR ——洁净空气量,m^3/min;V ——试验室容积,m^3;
K e——总衰减常数,min^-1;K n ——自然衰减常数,min^-1.（式中的总衰减常数和自然衰减常数需要在专业实验室里测量，所以通常通过查找资料获得。）
从CADR值很容易比较出空气净化器能去除哪些空气污染物及其能力大小，购买空气净化器是可以以此为参考。
2.2 净化效率
净化效率是空气净化器在额定风量下运行时去除空气污染物的效率的高低，是洁净空气量与额定风量的比值。
y = CADR/Q 式中: y——净化效率, %;CADR——洁净空气量,m^3/min;Q —— 额定风量,m^3/min.(额定风量可查询所购空气净化器性能参数。)净化效率虽然只能测定有送风机的空气净化器。但是空气净化器在额定风量下运行时的净化效率, 不仅取决于滤材滤除污染物的效果, 还取决于净化器结构等因素。因此, 采用额定效率评定空气净化器更加合理、准确。
2.3 净化寿命
净化寿命是指空气净化器中过滤材料的使用寿命，规定为当空气净化器运行到去除某一种空气污染物的洁净空气量降低至初始值的50% 时所使用的时间,用h 或d 表示。净化寿命采用加速饱和方法进行测定，即空气净化器在高浓度的污染物下连续运行，运行适当的时间间隔后，测定其去除该污染物的洁净空气量，一
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空气净化器的原理及如何评价其净化效果
直进行到去除污染物的洁净空气量降低至初始值的一半时为止。
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空气净化器的原理及如何评价其净化效果
参考资料
[1] 陈烈贤 吴亚先.《空气净化器性能试验方法的探讨》.《环境与健康》.2001年7月第18卷第4期
[2] 戴海夏 黄海英 景盛翱 钱华.《9种住宅空气净化器的净化效果》.《环境与职业医学》2011年7月第25卷第7期
[3] 空气净化机介 绍.http://wenku.baidu.com/
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