【摘要】：上世紀90年代以來，我國新建建筑大量涌現(xiàn)，建筑裝修裝飾和家具散發(fā)的揮發(fā)性有機化合物（VOC）引起的室內(nèi)空氣污染危害人們身體健康和生活質(zhì)量，成為了百姓擔(dān)心、領(lǐng)導(dǎo)關(guān)心和媒體關(guān)注的社會問題，如何有效控制室內(nèi)VOC污染也隨之成為了我國室內(nèi)空氣領(lǐng)域的研究熱點。采用凈化材料去除室內(nèi)空氣中的VOC是解決這一問題的重要途徑，其中吸附和熱催化被認為是較為可靠和安全的凈化方式，已在或?qū)⒃谑覂?nèi)空氣VOC凈化中獲得廣泛應(yīng)用。但在吸附材料的選擇、性能設(shè)計和熱催化反應(yīng)機理等方面還存在一些關(guān)鍵機理問題沒有解決，為此，本論文開展了相關(guān)研究，主要學(xué)術(shù)貢獻如下： 針對現(xiàn)有凈化材料及產(chǎn)品去除VOC性能評價指標難以評價和預(yù)測實際空氣凈化過程（非穩(wěn)態(tài)過程）中給定時間內(nèi)凈化能力的不足，提出了新評價參數(shù)：等效潔凈空氣體積Va,c以及無量綱潔凈空氣體積Va,c*。利用這些參數(shù)，可解決傳統(tǒng)評價指標在比較不同凈化方式（如吸附和催化）去除VOC性能時存在的問題。通過建立數(shù)理模型及無量綱分析，導(dǎo)出了吸附材料的Va,c*與時間、材料擴散系數(shù)D、分配系數(shù)K和外對流傳質(zhì)系數(shù)hm等影響因素間的無量綱關(guān)系，克服了采用傳統(tǒng)指標如飽和吸附量等難以預(yù)測和比較給定時間內(nèi)不同吸附材料及器件凈化性能的困難。 提出了一種預(yù)測吸附材料無量綱潔凈空氣體積Va,c*的實驗方法：通過在特定穿透實驗條件下測定吸附材料吸附低濃度VOC的D、K等參數(shù)，預(yù)測實際應(yīng)用條件下的Va,c*，可用于實際應(yīng)用條件下吸附材料的選擇、模塊設(shè)計以及凈化壽命預(yù)測。 通過實驗，，發(fā)現(xiàn)熱催化材料降解甲醛過程符合雙分子L-H方程，并詮釋了其動力學(xué)機理，即速率控制步驟為吸附態(tài)甲醛與材料表面活性氧分子發(fā)生的氧化還原反應(yīng)，測定了反應(yīng)速率方程中的相關(guān)參數(shù)及其隨溫度的變化關(guān)系，得到了熱催化材料降解甲醛的表觀反應(yīng)活化能，以此闡明了此反應(yīng)可在室溫下進行的機理，可指導(dǎo)熱催化空氣凈化器的凈化性能設(shè)計。 提出了使用凈化材料控制室內(nèi)VOC濃度的若干應(yīng)用策略。提出了不同使用模式下凈化方式的選擇和設(shè)計方法；建立了顆粒型吸附材料控制污染源散發(fā)的數(shù)理模型，得到了模型的解析解，導(dǎo)出了確定吸附材料壽命的無量綱關(guān)系式。 上述工作為去除室內(nèi)VOC凈化材料的應(yīng)用提供了性能評價和設(shè)計的科學(xué)依據(jù)和方法參考。
【圖文】：

IC）根據(jù)吸附等溫線的形狀將它們分為 5 種類型，如圖 1.2 所示。附等溫線最為常見，適用于一般的微孔吸附和化學(xué)吸附。I 型等溫線在壓力較高時具有一個較大范圍的平臺段，在此范圍內(nèi)吸附量隨壓慢，一般可將此時的測得的吸附量近似作為吸附材料的飽和吸附量以飽和吸附量為評價依據(jù)，對多種吸附材料進行了性能評價[39-42]。表分吸附材料對甲苯和苯的飽和吸附量。

圖 1.3 ASHRAE 吸附材料測試系統(tǒng)及吸附填充柱VanOsdell 等人進行了甲苯在 25 克顆�；钚蕴可系拇┩笇嶒�，發(fā)現(xiàn)當(dāng)進口甲苯濃度從 72ppm 降為 0.44ppm 時，需要的穿透時間（Cout/Cin=10%）從 11.8 小時增加[57]
【學(xué)位授予單位】：清華大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：X51

【參考文獻】

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本文編號：2708926