12月18日，由中国质量检验协会空气净化设备专业委员会主办，江苏万全智能环境科技有限公司联合主办的2017中国空气净化行业技术创新与应用交流大会在北京亮马河会议中心召开。清华大学环境学院化学所所长张彭义教授作《室内空气净化技术现状与展望》

【张彭义】现场实录：我从下面三个方面来介绍。第一，室内空气污染挑战与现状。第二，我们近年相关研究工作。第三，未来空净技术研究展望。

    我们目前的室内空气污染有三大污染来源，过去都讲是两大污染来源，室内源、室外源。室外源是以颗粒物为代表的，最近也在讲臭氧的问题。室内过去空气净化器一开始是针对的装修污染、气态污染，我们经常不提到的实际上是人体污染。新风系统是为了解决人体污染物释放来发展的。

    针对这些污染物，我们目前的空净技术整体的状况怎么样呢？对于颗粒物目前使用的就是两大技术，纤维过滤和静电过滤。总体上颗粒物的去处技术成熟、可靠。但是也有一些需要进一步提高的方面。比如纤维过滤有什么优点呢？过滤效率很高，可以根据需要选择不同级别的。特点，需要高气阻、需经常更换过滤材料。开始阶段效果很好，但是长久性上并不令人满意。在静电过滤方面，优点是风阻比较低，可以清洗，不用更换原材料。但是缺点是臭氧副产物会产生，极板清洗之后效率也会降低。这是关于颗粒物总体的认识。

    对于室内的VOC，技术非常多，但是成熟度比颗粒物去除要差一些。一般分为三类方法。吸附，包括物理吸附、化学吸附。第二是催化，有光催化、等离子体催化、热催化。第三是阻断，覆盖、延缓释放。

    具体来讲，吸附的方式，很方便的使用，但是缺点是对不同的污染物具有选择性，吸附量是随污染物浓度降低而降低的。因为我们室内污染物浓度是在低的范围，所以总体上吸附材料对室内低浓度污染物的吸附容量有效的在微克/克到毫克/克的区别。可用的区间不高。还有一个缺点，不易原位再生。

    所以针对室内低浓度VOC的研究是非常不足的。右边列的这些表格、数据，给出的文献是在20年前有人做的工作。近几年来，围绕低浓度室内的VOC工作开展得非常少。

    对于催化、分解的技术来说，研究的文章很多，总体归纳来看，关于甲醛的催化分解的进展这几年有显著的进展，但是其他VOC的催化分解从可用性上讲有很大差距，不足是单次的去除率低、能耗高。分解不完全，生成醛、酮等副产物，有的还可能产生臭氧。

    室内VOC处理技术难点：污染物及其释放特征，种类多、低浓度、分阶段持续释放。释放速率会由快到慢，总速率是由原来的1/10甚至几十分之一。处理技术要求，单次通过去除率大于40%，但是时间是小于0.1秒甚至更更少的时间。能耗每立方是1kwh以上，吸附容量大于50毫克/克。

    室内人体污染物的去除技术现状。我们目前做了哪些工作呢？基本没做，就是在通风方面提出它的效率。

    第二方面，我介绍一下课题组这几年围绕室内气态污染物的降解所做的工作。包括甲醛、VOC和臭氧。

    甲醛，我们着重做了室内锰氧化物室温甲醛分解材料，建立了规模化生产线。从具体的研究来讲，做了三个方面。1，我们了解了反应机理，水钠锰矿二氧化锰含水量和表面OH。2，活性提高，锰缺陷和孔洞的影响。3，负载影响。

    目前我们已经确认利用活性材料，可以把甲醛转化为二氧化碳，左上角这张图，蓝色的线是甲醛的降解，红色的线是同步的二氧化碳的生成。对于室内来讲，甲醛浓度处于低的水平，我们标准值在0.1，我们分别测了两个浓度，一个是进口浓度在0.2到0.3之间，一次去除率达到90%，甲醛其除量可以达到190多的毫克/克。浓度多一点的，在3、4毫克进口每立方米的情况下，580小时，甲醛去除量达到620毫克/克。

    刚才讲的是粉体材料。我再讲一下块体材料，在室温下可以稳定的将甲醛转化为二氧化碳，也是国内第一次用非贵金属材料实现甲醛在室温下转化为二氧化碳。我们在此基础上，跟一些企业合作，开发了相关能用的产品。

    下面讲一下光催化来去除VOC，因为一般VOC化学分析结构比甲醛复杂得多，在室温下直接变成二氧化碳，原理上，如果没有外加的能量进入，基本上没有办法实现。我们一直做的是光的185纳米短的紫外线强度下，最近是做了在二氧化碳上面负载一个单原子的铂，也是现在比较热的。在0.3到0.6秒的停留时间下，甲苯去除率可以达到60%。

    另外我们是用臭氧来分解，刚才提到静电等其他技术可能会产生臭氧。在臭氧方面我们做了两件工作。第一，催化剂为什么能分解臭氧，怎么提高它的活性。我们提出了一个利用氧缺陷来分解臭氧的反应机理。第二，臭氧催化剂最怕湿，就是潮湿的水蒸气让它活性降低。怎么在适度的情况下维持它的活性。我们做的工作是用酸处理的方式提高了它的相对稳定性。

    最后我汇报一下我们对于空净技术研究的一些展望和认识。

    我们目前有哪些需求？总体上说，我们希望空净技术是希望更节能、更高效、更安全，这是空净行业不断进步的外部需求。我们还需要更好的颗粒物的去除技术、VOC去除技术、更节能的通风技术，拓展人体污染物的去除技术。

    在这些里面最关键的是气态性物质，包括VOC、二氧化碳、水蒸气方面的去除技术，相对来说整体上国内外的研究都非常薄弱。我们要实现这样的技术方案，单纯的一次性通过这个去除是不现实的，总体策略肯定是吸附、热催化等方案，需要开发合适的吸附材料或者催化材料。我举两个例子，都是国外最新的研究。在今年《科学》上发表了论文。就是金属的水吸附量，可以达到0.28克/克。比如在沙漠里怎么获取水。就是在夏天湿空气进入室内，怎么把湿空气去除掉。

    另外是二氧化碳吸附材料，它的吸附量在50毫克/克。离实际应用要求还有很大距离，大家做工程计算一下就知道了，我们这么多人，每个人一个小时要排放出二氧化碳32到38克，我们现在这个材料可以做到50毫克/克，所以技术还需要不断进步。包括水蒸气的去除也是。但是总之，跟过去的材料相比，这些纳米技术的发展，为我们更高效节能的保障室内空气质量提供了可能性，但是一下子说要达到，我们注意到最近的几年，每年都会有新的热点出来，但是最后要落实下去，真正变成产品出来，还是很少的。

    所以我想最后说，我们的实际应用还需要努力，也希望有实力的企业、有远见的企业家加强应该基础的研究。我的介绍到这里，谢谢大家。