空气净化用甲醛清除剂净化性能研究

胡朋举，刘兵兵，康全影，耿晓红

(国家环保产品质量检验检测中心，河北 石家庄 050200)

1 引言

近年来随着人们健康意识的增强，室内环境治理行业有了长足发展，刺激了家用甲醛清除剂产品市场的繁荣，逐渐形成了研发、生产、销售、服务一体化的产业链，行业市场保持稳定增长的态势[1]。目前市售的甲醛清除剂，根据作用原理不同可分为物理清除剂、化学清除剂、生物清除剂等。形状分为固态和液态2种，其中光触媒、生物酶、天然提取物的产品较多[2]。

物理清除剂多是对多孔物质进行改性后的产品，如活性炭改性产品。生物清除剂是利用生物提取物对甲醛进行生物分解的产品。化学清除技术主要分为2种：催化分解技术和化合反应技术[3]。①催化分解技术使用的催化材料通常是由填满电子的低能价带和空的高能导带构成。在一定条件下，催化材料中的电子被激发、跃迁、转移至半导体催化剂表面，使催化剂具有强氧化性或者强还原性，与吸附的甲醛发生氧化还原反应，达到除甲醛的作用；②易与甲醛发生反应的化合物主要包括4类，分别是能氧化甲醛的氧化剂、氨的衍生物、具有次甲基活泼氢的化合物和还原剂。在目前多种多样的甲醛净化技术中，光触媒材料效果相对稳定，应用比较广泛。

目前市场上销售的甲醛净化用产品往往标称对甲醛污染物的去除效果很好，却不提供检测条件、产品用量、实验时间等关键信息，对普通消费者容易产生误导，不利于甲醛净化用产品的创新和发展。本文通过对市售 60 批次空气净化用甲醛清除剂的甲醛净化性能(以 24 h甲醛去除率表示)进行测试，并分析了检验结果反映出来的产品质量状况，为消费者提供参考依据。

2 样品采集

为了客观反映空气净化用活性炭产品实际质量状况，确保样品的有效性和代表性，选择在网络平台购买和市场实体购买的方式采集样品。 本次采集样品60 批次，市场实体购买 4 批次，网络平台 56 批次，样品产地涉及北京、上海、河北、浙江、江苏、广东、山东等省市，以及日本、美国、澳大利亚等国家。

3 实验部分

3.1 实验方法

目前， 我国尚未有标准对空气净化用产品的质量进行要求，气态污染物去除率的采样和计算分析依据 QB/T 2761-2006《室内空气净化产品净化效果测定方法》，甲醛的检测方法按 GB/T 18204.2-2014《公共场所卫生检验方法第2部分：化学因素》中7.2酚试剂分光光度法进行。

3.2 仪器与药品

UV-2600 双光束紫外可见分光光度计(岛津公司)；环境实验舱(1 m3)；气体采样管；空气采样器：崂应2050型/智能TSP综合采样器；酚试剂吸收原液配置(1g/L)：称量0.1g酚试剂置于100 mL容量瓶中，用水溶解后定容；吸收液配置(0.05 g/L)：取5 mL吸收原液置于100 mL 容量瓶中，用水定容至刻度线；硫酸铁铵溶液：10 g/L；甲醛标准溶液：1 μg/mL。

3.3 实验过程

用空气试验舱的方法模拟实际居住环境，进行测试净化产品去除气体污染物质的浓度。将净化材料喷 (涂)在3张1 m2的基纸上(要求为惰性材料)分别将净化材料喷 (涂)3遍 (用小型喷雾泵尽量喷涂成细雾状)。喷涂第1遍晾干后再喷第2遍，第2遍晾干后再喷涂第3遍 (涂刷式材料用量200 g，喷涂式材料用量100 g)。将喷 (涂)好的样品置于2个空气试验舱 (A为空白舱，B为样品舱)中，同时将浓度为 0.2%的甲醛释放源置于舱内，密闭24 h，进行测试净化产品去除甲醛污染物的浓度。试验条件在常温常压下进行。

4 实验结果

目前，我国尚未有标准对空气净化用产品的质量进行要求。本次产品质量检测以甲醛24 h去除率大于80%为合格判定标准。60 批次样品的甲醛24 h去除率和数据见表 1。

表1 甲醛 24 h 去除率

通过线上途径购买54(序号7～60)批次，其中7批次产品不合格，甲醛去除率<80%。占线上途径购买样品的13.0 %。线下主要通过超市、专卖店购买6(序号1～6)批次产品，无不合格产品检出。60批次样品中发现的不合格产品均为液态喷涂类，其中3批次为含二氧化钛光触媒类产品，2批次为生物酶类产品，2批次为含氨基化合物类产品。

5 结论与建议

5.1 结论

根据净化原理分析其原因，光触媒类产品需要在特定波长光源照射下才能被激发释放活化基团，较好发挥作用，且不同原材料的激发波长不同。本次调查为客观反映产品质量状况，并且考虑日常使用条件，试验过程中均采用普通日光灯照射，不合格的3批次产品可能存在有效波长光源较少的情况，导致其作用效果下降[4]。此外，若配比不适，光触媒类产品内的纳米粒子会发生团聚现象，导致有效纳米粒子含量降低，同样会抑制其发挥作用。

2批次生物酶类不合格产品中，1批次标称为改进型生物酶，另外1批次标称为植物萃取生物酶。虽然生物酶催化效率是传统无机催化剂的107～1013倍，但生物酶发生作用需要特定的温湿度和pH值环境，受使用环境影响较大，若使用环境达不到理想状态，产品性能易受到抑制[5]。本次调查试验过程均在相同的实验条件下进行，接近日常使用环境，可能未达到个别产品的最佳使用条件。

用于甲醛净化的含氨基化合物多为高聚物，分子中含有大量氨基，通过与空气中的甲醛发生缩合反应达到净化空气的目的。本次调查中，2批次此类产品检出不合格，2批次产品均带有芳香气味，标称除甲醛的同时具备清新空气的作用，且标称成分较为复杂，含有香精、增溶剂、聚丙烯酰等多种物质，为复合型产品，甲醛净化不作为单一功能，与其他专用于除甲醛的产品相比，其效果相对较差[6]。

5.2 建议

相对于快速发展的空气净化产品行业，空气净化产品的相关标准相对滞后，尤其是被动式室内空气净化产品的标准体系亟待更新和完善。目前现行国家和行业标准中尚未有针对被动式净化产品净化效果评价的相关标准和规范要求[7,8]。目前我国关于被动式室内净化产品的相关标准主要有：《室内空气净化产品净化效果测定方法》(QB/T 2761—2006)、《室内空气净化涂覆材料净化性能》(JC/T1074—2008)、《光催化空气净化材料性能测试方法》(GB/T 23761—2009)，综合这些标准主要针对产品去除率检测方法的描述，不能够客观地反应出净化产品清除甲醛污染物的能力，因而为了科学地评估该类产品的净化效果，选取合适的测试指标并建立一种较全面和客观的测试方法势在必行[9,10]。

消费者在选购产品时通常会考虑以下问题：产品的去除效果怎么样；对于一定污染浓度的房间，在使用产品后多久可以将室内污染物降至标准限值以下；产品何时需要更换等问题，这就涉及产品去除效果、使用寿命或饱和吸附量的问题。而现行标准主要是对污染物去除效率及其方法的描述，但是单纯使用去除效率来评判产品的净化效果较片面，同时在消费者使用时的指导意义也不强[14～16]。目前我国还未发布针对被动式甲醛净化产品使用效果综合评价的相关标准，亟需制定规范性标准，以填补该行业的空白。