装修产生的室内化学气体污染防治方法研究

2021-09-22伦琳琳

粘接 2021年9期

伦琳琳

摘要：室内装修装饰的大量涌现，使得室内化学污染物超标现象日趋严重，现代人已经继第一污染时期—煤烟型污染和第二污染时期—光化学烟雾污染后，进入以室内化学污染为标志的第三污染时期，为此提出装修产生的室内化学气体污染防治方法研究。根据室内化学气体质量浓度范围，选择膨化土钠化改性、酸化改性、有机改性制备方案;将制备后的膨化土搭配空气净化装置，设定合理的位置和放置时间，对装修产生的室内化学气体进行净化。经实验证明，提出方法室内化学气体吸附量高于传统方法。

关键词：化学气体;污染;防治方法;装修

中图分类号：X131.1 文献标识码：A 文章编号：1001-5922（2021）09-0052-03

Research on the Prevention and Control Method of Indoor Chemical Gas Pollution from Decoration

Lun Linlin

（School of Architecture and Rail Transit， Xi an Vocational and Technical College ， Xi an 710077， China）

Abstract：The emergence of a large number of interior decorations has caused the phenomenon of indoor chemical pollutants to be more and more serious. The modern people have entered the third pollution period marked by indoor chemical pollution after the first pollution period-soot-type pollution and the second pollution period-photochemical smog pollution. For this reason， the research on prevention and control methods of indoor chemical gas pollution caused by decoration has been proposed. According to the indoor chemical gas mass concentration range， choose the preparation method of bentonite sodium modification， acid modification， and organic modification; mix the prepared bentonite with the air purification device， set a reasonable location and placement time， and purify the indoor chemical gases generated by the decoration. The experiment proves that the indoor chemical gas adsorption capacity of the proposed method is higher than the traditional method.

Key words：chemical gas; pollution; prevention methods; decoration

0 引言

室内装修过程中，由于使用的装修材料中含有有害的化学物质，化学物质与空气接触，使室内空气产生严重的污染，装修产生的室内化学气体主要包括甲醛、乙醇、三氯乙烯、丙酮、乙酸乙酯、三氯氟甲烷等，这些化学气体会严重危害到人的生命安全，所以需要采取有效室内化学气体污染防治方法。由于传统方法对室内化学气体的吸附量较低，防治效果较差，所以提出装修产生的室内化学气体污染防治方法研究。

1 装修产生的室内化学气体污染防治方法

提出的方法主要从物理角度出发，主要利用膨润土对装修产生的室内化学气体污染进行吸附防治，膨润土又叫做斑脱岩，是火山岩经过蚀变和风化而形成的矿物质，属于单斜晶系，其主要组成成分为蒙脱石，化学方程式表示如下：

根据有关研究表明，膨润土化学组成为76.25%的SiO2，28.39%的Al2O3，5.48%的H2O。膨润土是由4层硅氧四面体片和双层夹在其中间的硫或镁氧八面体片构成的2比1型层状硫酸盐矿物，其晶体结构示意图如图1所示。

由图1可知，膨润土的晶体结构属于四面体片，这种结构单元层沿各轴向无限延伸，当间隔有一定距離重叠，就形成了晶体，因此膨化土晶体结构决定了其具有一定的吸附和膨胀性能[1]。此次利用膨润土的吸附性能将其作为载体，用于装修产生的室内化学气体污染防治中，形成一种新的方法，以下将对该方法进行详细说明。

1.1 膨润土制备

为了充分体现出膨润土对室内化学气体吸附作用，需要对其进行改性制备，膨润土的改性有钠化改性、酸化改性以及有机改性，针对不同的室内环境采用不同的制备方法，对于室内面积大，且化学有害气体浓度严重超标，采用的钠化改性;对于室内面积适中，范围在150～250m?左右，室内化学气体污染主要以甲醛为主，采用酸化改性;对于室内面积较小，且室内化学气体污染较轻，采用有机改性[2]。3种膨润土改性对应的室内化学气体质量浓度范围如表1所示。

膨润土的钠化改性是通过加入改性剂完成的，改性剂一般选用经过碱活化处理后的碳酸钠或氯化钠，对膨润土进行一定的加工处理，利用钠元素将膨润土晶体结构层间的可置换的低价阴离子置换出来，将非纳基膨润土改性为钠基膨润土，其反应机理用公式（2）表示：

该反应过程是依靠离子浓度差的作用进行的，所以膨润土钠化改性过程中所需要的钠离子浓度必须要低于膨润土中的钙或镁离子等阴离子浓度，才能取得良好的膨润土改性效果[3]。在膨润土钠化改性过程中，当Na达到一定浓度时，Na与Ca置换反应达到平衡状态，如果此时继续加入Na，则Na会使电离率过大，电动电位过高，增加钠离子活动性，使原有的置换平衡状态遭到破坏，所以在改性过程中要严格把握改型剂的用量，改型剂的用量最好为膨润土质量分数的4.5%。其具体钠化改性过程为：首先根据待防治化学气体污染室内面积大小，取相应的膨润土原料，在膨润土中加入一定的蒸馏水将其调制成泥浆，然后向其中加入膨润土质量分数1.5%的氯化钠，同时加入膨润土质量分数4.5%的碳酸钠，对其进行搅拌，再加入膨润土质量分数10%的蒸馏水，使其固液比为1∶5。在45℃的恒温水浴中连续搅拌30min，得到人工纳质膨润土泥浆，待钠离子与钙离子反应置换完毕后，利用离心器分离出悬浮液，并且去掉清液，然后在135℃下将人工纳质膨润土泥浆干燥至恒重，过150目筛，粉碎后得到粉末状的纳质膨润土，以此实现膨润土的钠化改性。

膨润土的酸化改性是通过一定浓度的硫酸将膨润土进行热硫酸化，利用硫酸中二阶氢离子置换出膨润土中二阶钙镁离子，同时将膨润土中的三阶铁离子、二阶铁离子、二阶镁离子等，在硫酸的作用下充分溶解出来，达到膨润土产生化学活性的目的。活化后的膨润土的晶体结构层间距增大，从而提高膨化土的吸附以及离子交换性能。膨润土酸化改性过程如下：①首先在膨润土原料中加入35%浓度的硫酸溶液，将固化液比尽量控制在1∶7，将其加热到85±4.5℃，并对其进行搅拌，保温活化时间为45min;②待膨润土与硫酸溶液反应完毕之后，用蒸馏水对膨润土反复冲洗，直到膨润土pH值在4.5～5.5范围之间;③利用离心器对其进行离心处理，然后取出沉淀物，将其在250℃的温度下进行烘干，碾磨成粉末状，以此完成膨润土酸化改性。

膨润土的有机改性是基于有机季铵盐阳离子与膨润土晶体结构中可置换钠镁离子，发生离子交换反应，使膨润土表面覆盖一层有机基团，将膨润土原来的亲水性能改变为亲油性能，使其具有良好的膨胀和分散的疏水性。其有机改性过程如下：首先在膨润土原料中加入一定浓度的阳离子表面活性剂，在95～115℃恒温下振荡反应30min，反应过后得到的产物经过洗涤离心后在250℃下烘干，研磨过150目筛，最后得到有机膨润土。

1.2 室内化学气体吸附净化

改性制备后的膨润土表面结构呈网格状，具有多种细微孔隙，所以将制备改性过后的膨润土作为室内空气净化的吸附材料，将其放置在空气净化装置内作为吸附芯体，从而起到对装修产生的室内化学气体清洁过滤的作用。改性后的膨润土晶体的电子能谱由能量间隙所组成，能级将晶体结构上的能力间隙填满，并且由无电子能级的带隙所分离，图2为膨润土吸附净化室内空气示意图。

如图2所示，当膨化土放置到空气中，空气中的有害气体与膨化土发生氧化反应，一部分有害气体可能直接与膨润土表面复合，一部分有害气体可能在膨润土体内复合。膨润土表面的吸附氧得到空气净化装置的光生电子后形成强氧化性的自由基，自由基具有较强的反应活性，能够无选择地将吸附在膨润土表面的有害气体进行氧化分解，并最终生成氧气和水。

使用膨化土对空气进行清洁的时候，最好把它放在人们平时起居活动比较多的地方，如沙发旁边，或者是床头旁边，这主要是因为这种物质在对空气进行清洁之时，并不能完全对整个室内空气进行清洁，而只是对其周边的空气能起到比较好的清洁的作用。装修产生的室内化学气体由进风口进入到空气净化装置内部，首先经过初效过滤网，过滤掉室内空气中较大的颗粒物，然后气体在进入到膨润土吸附滤芯，膨润土表面的孔隙对气体中的化学污染物具有一定的吸附作用，最后经过膨润土过滤后的气体排出空气净化装置体外，以此循环反复，实现室内空气化。在使用一段时间之后，例如使用二十天左右，最好把膨化土放在通风干燥的地方，或者是阳光之下曝晒数小时，正常情况下，可以用半年以上，以此完成对装修产生的室内化学气体污染防治。

2 实验

试验利用此次提出方法与传统方法，对新装修后的屋子进行室内化学气体污染防治，室内面积为115m?，根据室内化学气体污染含量检测，其中甲醛、乙醇、二氯苯、三氯乙烯、氯苯严重超标，其中甲醛含量为64.45μg/m?，乙醇含量为86.48μg/m?，二氯苯含量為14.69μg/m?，三氯乙烯含量为48.95μg/m?，氯苯含量为14.64μg/m?。将室内平均分成面积相等的两部分，利用两种方法对室内化学气体污染进行防治，对比两种方法室内化学气体吸附量，实验结果如表2所示。

从表2可以看出，此次提出方法室内化学气体吸附量高于传统方法，防治过后，室内化学气体含量能够达到规定标准，说明此次提出方法对装修产生的室内化学气体污染具有良好的防治效果。

3 结语

此次利用膨润土吸附特性，将其应用到化学气体污染防治中，形成一种新的防治方法，膨润土廉价易得，资源储量丰富，并且制备过程简单，对装修产生的室内化学气体污染防治具有较高的应用价值。

参考文献

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