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室内空气主要成分及挥发性有机物(VOC)

(2012-08-06 05:19:42)
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     大家知道,甲醛(CH2O)是室内空气中挥发性气体的主要代表,但是,甲醛究竟有多少呢?也就是说,甲醛所占室内空气体积的百分比是多少呢?,这个数字对于我们今后进一步分析光触媒(TiO2)的实际效果很有用处,必须搞清楚。

          正常的空气成分按体积百分数计算依次是:氮(N2)约占78%,氧(O2)约占21%,稀有气体约占094%(He、氖Ne、氩Ar、氪Kr、氙Xe、氡 Rn等),二氧化碳(C02)约占003%。其他成分还有挥发性气体(VOC)和杂质浮尘等约占0.03%,比如:甲醛、臭氧(O3)、氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)等。

         实际上,污染气体非常之多,常见的主要有: 二氧化硫(SO2),氮氧化物(NOX),有机废气污染物,如三苯(/甲苯/二甲苯),而挥发性最强的是甲醛,其所占室内空气提及的百分比不足0.01%。这只是一个大概的数字。记住,甲醛在室内空气中所占的体积百分比大约是0.01%

  我们可以这样设想一下,在一个密封舱内,起初空气中并没有甲醛成分。现在,把甲醛的挥发性物质放入密封舱内,让其开始慢慢地挥发甲醛。在常温、常压的标准情况下,甲醛在空气的扩散速度相当快,能够很快地扩散到密封舱的四周,无论哪一个角落。此时,在密封舱内部,甲醛释放量可以检测到,而且,密封舱内部的甲醛含量总体在不断上升。最后,密封舱甲醛含量可以达到很高的水平(绝对超过0.01%的水平),类似毒气室。

          我们进一步设想,在密封舱内部四周喷涂光触媒(假想有效),让其吸收分解甲醛。结果会怎样呢?最简单的情况是,甲醛释放一点,光触媒就分解一点。实际情况当然不会是这样简单。甲醛释放量会随时间的延长而逐渐减弱,而光触媒分解甲醛的效率与密封舱内部的甲醛浓度成比例,浓度越高,分解效率越高。因此,甲醛释放与光触媒分解将会达到一个动态平很。也就是说,密封舱内部甲醛含量将达到一个“均衡值”。

          我们要问,这个”均衡值“究竟有多大呢?根据甲醛释放量的经验计算公式,再根据密封舱内部体积的大小,可以算出甲醛的浓度(时间的函数),再回到光触媒一边,用甲醛浓度乘以光触媒的氧化分解能力,建立相应的微分方程式求解即可(要借助微分变量的变换)。

          仔细一想,如果甲醛释放量很大,光触媒能力很小,最后得到的“平衡值”一定很高(严重超标),密封舱根本不能住人,无异于一个活人棺材。因此,搞光触媒工程(或提供解决方案)需要考虑的因素很多,不是一件简单的事情。我们坚信一点:前进的道理虽然艰险,但是,未来的前途是光明的。


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