本文關(guān)鍵詞：一種聚丙烯基功能材料的吸附性能及其凈化氣體應(yīng)用研究　出處：《河北大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 甲醛 室內(nèi)空氣污染 吸附劑 空氣凈化器 PM_(2.5)

【摘要】：室內(nèi)空氣污染是繼煤煙型污染、光化學(xué)型污染后的第三代污染問題。隨著大量的建筑裝修裝飾材料、家用電器等進(jìn)入人們的住宅之中,加之大氣污染,造成室內(nèi)污染物的來源多而且組份更加復(fù)雜,對人們的身體健康構(gòu)成危害。室內(nèi)空氣凈化是人們亟需解決的問題,吸附是經(jīng)典的室內(nèi)空氣凈化技術(shù),并且可以和其他多種凈化技術(shù)協(xié)同應(yīng)用,因此,研發(fā)和選擇更高效的吸附材料用于室內(nèi)空氣凈化也就成為該領(lǐng)域?qū)W者的主要研究內(nèi)容。本論文對一種聚丙烯基功能材料對室內(nèi)空氣污染中最常見的污染物甲醛的吸附性能進(jìn)行了考察研究,并探索其應(yīng)用于室內(nèi)污染空氣的凈化。論文中首先使用Boehm滴定、熱重分析、紅外分析、掃描電鏡等對H型和Na型聚丙烯基功能材料及活性炭進(jìn)行了特性表征。然后在實(shí)驗(yàn)室中使用動態(tài)平衡吸附系統(tǒng)和靜態(tài)吸附系統(tǒng)來研究揭示聚丙烯基功能材料對甲醛的吸附特性。最后將聚丙烯基功能材料聯(lián)合過濾技術(shù)應(yīng)用于空氣凈化器中進(jìn)行應(yīng)用探索,在環(huán)境實(shí)驗(yàn)艙中模擬受甲醛和PM_(2.5)污染的室內(nèi)環(huán)境,對凈化器的綜合凈化效果進(jìn)行了評價。研究結(jié)果如下:1、分析了聚丙烯基功能材料和活性炭表面特性的差異。聚丙烯基功能材料和活性炭的表面都含有較多微孔,起到運(yùn)輸孔道和毛細(xì)凝聚的作用,聚丙烯基功能材料表面的官能團(tuán)含量明顯高于活性炭,有利于增加吸附性能。但是聚丙烯基功能材料的熱性能較活性炭差,尤其是H型功能材料。2、揭示了聚丙烯基功能材料和活性炭在不同的溫度條件下對甲醛的吸附特性。結(jié)果表明:在甲醛濃度低的情況下,吸附凈化甲醛使用Na型功能材料和活性炭比H型功能材料效果好;在低溫高濃度下,使用Na型功能材料比活性炭和H型功能材料效果好;在高溫高濃度下,Na型功能材料和活性炭都比H型功能材料有效。聚丙烯基功能材料和活性炭吸附甲醛的過程均為放熱過程,溫度增高時吸附量減少。使用Slips方程對H型功能材料擬合度較好。使用Slips方程和Toth方程對Na型功能材料擬合度較好。使用Langmuir等溫方程和Slips方程對活性炭吸附平衡等溫線擬合度較好。Na型功能材料具有吸附速率快,在高濃度時不易達(dá)到飽和的特點(diǎn)。3、提供了一種將Na型功能材料和活性炭同時應(yīng)用于吸附凈化網(wǎng)中的方法。一方面,通用空氣凈化器用于裝填吸附材料的凈化網(wǎng)的厚度為2cm,由于兩種吸附劑的密度和粒徑都不同,二者直接混合裝填為厚度比較大的單層吸附凈化網(wǎng)時,在初始運(yùn)行階段,聚丙烯基功能材料粒徑小,會填充在活性炭顆粒之間,造成風(fēng)阻較大,運(yùn)行一段時間后,隨著風(fēng)的擾動,由于聚丙烯基功能材料密度大,會沉在蜂窩狀孔洞的下層壓實(shí),導(dǎo)致兩種吸附劑混合不均勻,空氣只會在活性炭中穿過而與聚丙烯基功能材料接觸面很小。另一方面,若使用兩種較薄的吸附網(wǎng),則骨架太柔軟,裝填到凈化器中會出現(xiàn)漏風(fēng)的現(xiàn)象。設(shè)計了雙層結(jié)構(gòu)將Na型功能材料和活性炭制作成吸附凈化網(wǎng)來解決上述問題。4、探討了將吸附劑應(yīng)用到空氣凈化器中可操作性強(qiáng)的三個方案,并評價了各種方案凈化室內(nèi)空氣的效果。方案一為Na型功能材料吸附網(wǎng)和HEPA過濾網(wǎng)組合,方案二為活性炭吸附網(wǎng)和HEPA過濾網(wǎng)組合,方案三為雙層吸附網(wǎng)和HEPA過濾網(wǎng)組合。結(jié)果表明方案二對PM_(2.5)凈化效果較好,潔凈空氣量(CADR)為94.42m3/h,凈化效率為31.47%,30min的去除率達(dá)到了98.55%。具有Na型功能材料和活性炭的雙層吸附網(wǎng)的方案三對甲醛的凈化效果最好,2h甲醛去除率接近80%,凈化效率為2.69%,保證了活性炭和Na型功能材料分別在低濃度和高濃度時能夠?qū)兹┍３州^高的吸附量,并發(fā)揮出Na型功能材料吸附速率快的特點(diǎn),同時在30min內(nèi)對PM_(2.5)的去除率接近方案一,達(dá)到94.11%,因而在實(shí)際應(yīng)用中選用方案三為宜。
[Abstract]:Indoor air pollution is the third generation of coal smoke pollution, pollution problems. After photochemical pollution with a large number of building decoration materials, household appliances into people's residence, and the air pollution caused by indoor pollutant source, more and more complex components, harm to people's health. Indoor air purification people need to solve the problem, the adsorption is the classic technique for indoor air purification, and purification technology and other collaborative applications, therefore, adsorption materials R & D and choose a more effective for indoor air purification has become the main research contents of scholars in this field. This paper makes a study on the adsorption properties of a polypropylene matrix the most common functional material on the formaldehyde in the indoor air pollution, and to explore its application in the purification of indoor air pollution. The first use of Boe HM titration, thermogravimetric analysis, infrared analysis and characterization of H type and Na type active carbon based functional materials and polypropylene by scanning electron microscope. Then use the dynamic equilibrium adsorption system in the laboratory and static adsorption system to reveal polypropylene functional materials based on formaldehyde adsorption properties. The combined application of filtration technology polypropylene based functional materials in the air purifier in the application of exploration, in the environmental chamber simulated by formaldehyde and PM_ (2.5) pollution of the indoor environment, the comprehensive purification effect of the purifier was evaluated. The results are as follows: 1, analyzed the differences of polypropylene based functional materials and activated carbon surface properties. The surface of polypropylene based function materials and activated carbon are rich in micropores, to transport pore and capillary condensation effect, surface functional group content polypropylene based functional materials was significantly higher than that of activated carbon, favorable To increase the absorption performance. But the thermal properties of polypropylene based functional materials with activated carbon, especially H type.2 functional materials, reveals the polypropylene based functional materials and activated carbon under different temperature conditions of formaldehyde adsorption. The results showed that: in the case of low concentration of formaldehyde, formaldehyde adsorption purification using Na functional materials and activated carbon than type H functional materials with good effect; in the low temperature and high concentration, the use of Na functional materials than activated carbon and H type functional materials with good effect; at high concentrations, Na functional materials and activated carbon have effect than H type functional materials. The process of polypropylene based functional materials and activity carbon adsorption of formaldehyde is an exothermic process, the temperature increases when the adsorption amount decreases. For H type functional materials well fitted using the Slips equation. The Na functional materials well fitted using the Slips equation and Toth equation. Using the Langmuir isothermal equation And the Slips equation with the activated carbon adsorption isotherm better fitting degree of.Na type functional material adsorption rate was fast and easy to reach the saturation characteristics of.3 in high concentration, provides a Na type functional material and activated carbon adsorption purification method is also applied to the net. On the one hand, the general air purifier for fillingadsorption material for the purification of net thickness of 2cm, the two kinds of adsorbent density and particle size are different, the two is directly mixed filling for the relatively large thickness of single layer adsorption purification net, in the initial operation stage, polypropylene based functional materials with small particle size, will fill in between the activated carbon particles, resulting in drag larger operation after a period of time, with the wind disturbance, because the polypropylene based functional materials with high density, will sink in the compaction of honeycomb holes, resulting in two kinds of adsorbents are not mixed evenly, the air will only be in active carbon through with poly Allyl functional material contact surface is small. On the other hand, if the use of two kinds of thin adsorption, is loaded into the skeleton is too soft, there will be the phenomenon of air purifier is designed. The double-layer structure type Na functional materials and made into activated carbon adsorption purification network to solve the problem of.4, discusses the the adsorbent applied to three schemes of air purifier with strong operability, and evaluation of the various schemes of indoor air purification effect. A program for the Na type functional material adsorption network and HEPA filter combination scheme for activated carbon adsorption and HEPA filter combination, scheme three is double adsorption net and HEPA filter the combination of PM_ program. The results showed that two (2.5) had better purification effect, clean air volume (CADR) was 94.42m3/h, the purification efficiency is 31.47%, the removal rate of 30min reached 98.55%. with Na type functional materials and activated carbon adsorption double network scheme The best purification effect of formaldehyde on 2H three, formaldehyde removal rate close to 80%, the purification efficiency of 2.69%, to ensure the active carbon and Na functional materials respectively in low and high concentrations can keep high adsorption capacity of formaldehyde, and play out the characteristics of Na type functional material adsorption speed, at the same time within 30min PM_ (2.5) removal rate reached 94.11%, close to the program, so that in the practical application selection scheme three is appropriate.

【學(xué)位授予單位】：河北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X51;TU834.8

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