倫琳琳

摘 要：室內(nèi)裝修裝飾的大量涌現(xiàn)，使得室內(nèi)化學(xué)污染物超標(biāo)現(xiàn)象日趨嚴(yán)重，現(xiàn)代人已經(jīng)繼第一污染時期—煤煙型污染和第二污染時期—光化學(xué)煙霧污染后，進(jìn)入以室內(nèi)化學(xué)污染為標(biāo)志的第三污染時期，為此提出裝修產(chǎn)生的室內(nèi)化學(xué)氣體污染防治方法研究。根據(jù)室內(nèi)化學(xué)氣體質(zhì)量濃度范圍，選擇膨化土鈉化改性、酸化改性、有機(jī)改性制備方案;將制備后的膨化土搭配空氣凈化裝置，設(shè)定合理的位置和放置時間，對裝修產(chǎn)生的室內(nèi)化學(xué)氣體進(jìn)行凈化。經(jīng)實驗證明，提出方法室內(nèi)化學(xué)氣體吸附量高于傳統(tǒng)方法。

關(guān)鍵詞：化學(xué)氣體;污染;防治方法;裝修

中圖分類號：X131.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：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

室內(nèi)裝修過程中，由于使用的裝修材料中含有有害的化學(xué)物質(zhì)，化學(xué)物質(zhì)與空氣接觸，使室內(nèi)空氣產(chǎn)生嚴(yán)重的污染，裝修產(chǎn)生的室內(nèi)化學(xué)氣體主要包括甲醛、乙醇、三氯乙烯、丙酮、乙酸乙酯、三氯氟甲烷等，這些化學(xué)氣體會嚴(yán)重危害到人的生命安全，所以需要采取有效室內(nèi)化學(xué)氣體污染防治方法。由于傳統(tǒng)方法對室內(nèi)化學(xué)氣體的吸附量較低，防治效果較差，所以提出裝修產(chǎn)生的室內(nèi)化學(xué)氣體污染防治方法研究。

1 裝修產(chǎn)生的室內(nèi)化學(xué)氣體污染防治方法

提出的方法主要從物理角度出發(fā)，主要利用膨潤土對裝修產(chǎn)生的室內(nèi)化學(xué)氣體污染進(jìn)行吸附防治，膨潤土又叫做斑脫巖，是火山巖經(jīng)過蝕變和風(fēng)化而形成的礦物質(zhì)，屬于單斜晶系，其主要組成成分為蒙脫石，化學(xué)方程式表示如下：

根據(jù)有關(guān)研究表明，膨潤土化學(xué)組成為76.25%的SiO2，28.39%的Al2O3，5.48%的H2O。膨潤土是由4層硅氧四面體片和雙層夾在其中間的硫或鎂氧八面體片構(gòu)成的2比1型層狀硫酸鹽礦物，其晶體結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

由圖1可知，膨潤土的晶體結(jié)構(gòu)屬于四面體片，這種結(jié)構(gòu)單元層沿各軸向無限延伸，當(dāng)間隔有一定距離重疊，就形成了晶體，因此膨化土晶體結(jié)構(gòu)決定了其具有一定的吸附和膨脹性能[1]。此次利用膨潤土的吸附性能將其作為載體，用于裝修產(chǎn)生的室內(nèi)化學(xué)氣體污染防治中，形成一種新的方法，以下將對該方法進(jìn)行詳細(xì)說明。

1.1 膨潤土制備

為了充分體現(xiàn)出膨潤土對室內(nèi)化學(xué)氣體吸附作用，需要對其進(jìn)行改性制備，膨潤土的改性有鈉化改性、酸化改性以及有機(jī)改性，針對不同的室內(nèi)環(huán)境采用不同的制備方法，對于室內(nèi)面積大，且化學(xué)有害氣體濃度嚴(yán)重超標(biāo)，采用的鈉化改性;對于室內(nèi)面積適中，范圍在150～250m?左右，室內(nèi)化學(xué)氣體污染主要以甲醛為主，采用酸化改性;對于室內(nèi)面積較小，且室內(nèi)化學(xué)氣體污染較輕，采用有機(jī)改性[2]。3種膨潤土改性對應(yīng)的室內(nèi)化學(xué)氣體質(zhì)量濃度范圍如表1所示。

膨潤土的鈉化改性是通過加入改性劑完成的，改性劑一般選用經(jīng)過堿活化處理后的碳酸鈉或氯化鈉，對膨潤土進(jìn)行一定的加工處理，利用鈉元素將膨潤土晶體結(jié)構(gòu)層間的可置換的低價陰離子置換出來，將非納基膨潤土改性為鈉基膨潤土，其反應(yīng)機(jī)理用公式（2）表示：

該反應(yīng)過程是依靠離子濃度差的作用進(jìn)行的，所以膨潤土鈉化改性過程中所需要的鈉離子濃度必須要低于膨潤土中的鈣或鎂離子等陰離子濃度，才能取得良好的膨潤土改性效果[3]。在膨潤土鈉化改性過程中，當(dāng)Na達(dá)到一定濃度時，Na與Ca置換反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，如果此時繼續(xù)加入Na，則Na會使電離率過大，電動電位過高，增加鈉離子活動性，使原有的置換平衡狀態(tài)遭到破壞，所以在改性過程中要嚴(yán)格把握改型劑的用量，改型劑的用量最好為膨潤土質(zhì)量分?jǐn)?shù)的4.5%。其具體鈉化改性過程為：首先根據(jù)待防治化學(xué)氣體污染室內(nèi)面積大小，取相應(yīng)的膨潤土原料，在膨潤土中加入一定的蒸餾水將其調(diào)制成泥漿，然后向其中加入膨潤土質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.5%的氯化鈉，同時加入膨潤土質(zhì)量分?jǐn)?shù)4.5%的碳酸鈉，對其進(jìn)行攪拌，再加入膨潤土質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%的蒸餾水，使其固液比為1∶5。在45℃的恒溫水浴中連續(xù)攪拌30min，得到人工納質(zhì)膨潤土泥漿，待鈉離子與鈣離子反應(yīng)置換完畢后，利用離心器分離出懸浮液，并且去掉清液，然后在135℃下將人工納質(zhì)膨潤土泥漿干燥至恒重，過150目篩，粉碎后得到粉末狀的納質(zhì)膨潤土，以此實現(xiàn)膨潤土的鈉化改性。

膨潤土的酸化改性是通過一定濃度的硫酸將膨潤土進(jìn)行熱硫酸化，利用硫酸中二階氫離子置換出膨潤土中二階鈣鎂離子，同時將膨潤土中的三階鐵離子、二階鐵離子、二階鎂離子等，在硫酸的作用下充分溶解出來，達(dá)到膨潤土產(chǎn)生化學(xué)活性的目的?；罨蟮呐驖櫷恋木w結(jié)構(gòu)層間距增大，從而提高膨化土的吸附以及離子交換性能。膨潤土酸化改性過程如下：①首先在膨潤土原料中加入35%濃度的硫酸溶液，將固化液比盡量控制在1∶7，將其加熱到85±4.5℃，并對其進(jìn)行攪拌，保溫活化時間為45min;②待膨潤土與硫酸溶液反應(yīng)完畢之后，用蒸餾水對膨潤土反復(fù)沖洗，直到膨潤土pH值在4.5～5.5范圍之間;③利用離心器對其進(jìn)行離心處理，然后取出沉淀物，將其在250℃的溫度下進(jìn)行烘干，碾磨成粉末狀，以此完成膨潤土酸化改性。

膨潤土的有機(jī)改性是基于有機(jī)季銨鹽陽離子與膨潤土晶體結(jié)構(gòu)中可置換鈉鎂離子，發(fā)生離子交換反應(yīng)，使膨潤土表面覆蓋一層有機(jī)基團(tuán)，將膨潤土原來的親水性能改變?yōu)橛H油性能，使其具有良好的膨脹和分散的疏水性。其有機(jī)改性過程如下：首先在膨潤土原料中加入一定濃度的陽離子表面活性劑，在95～115℃恒溫下振蕩反應(yīng)30min，反應(yīng)過后得到的產(chǎn)物經(jīng)過洗滌離心后在250℃下烘干，研磨過150目篩，最后得到有機(jī)膨潤土。

1.2 室內(nèi)化學(xué)氣體吸附凈化

改性制備后的膨潤土表面結(jié)構(gòu)呈網(wǎng)格狀，具有多種細(xì)微孔隙，所以將制備改性過后的膨潤土作為室內(nèi)空氣凈化的吸附材料，將其放置在空氣凈化裝置內(nèi)作為吸附芯體，從而起到對裝修產(chǎn)生的室內(nèi)化學(xué)氣體清潔過濾的作用。改性后的膨潤土晶體的電子能譜由能量間隙所組成，能級將晶體結(jié)構(gòu)上的能力間隙填滿，并且由無電子能級的帶隙所分離，圖2為膨潤土吸附凈化室內(nèi)空氣示意圖。

如圖2所示，當(dāng)膨化土放置到空氣中，空氣中的有害氣體與膨化土發(fā)生氧化反應(yīng)，一部分有害氣體可能直接與膨潤土表面復(fù)合，一部分有害氣體可能在膨潤土體內(nèi)復(fù)合。膨潤土表面的吸附氧得到空氣凈化裝置的光生電子后形成強(qiáng)氧化性的自由基，自由基具有較強(qiáng)的反應(yīng)活性，能夠無選擇地將吸附在膨潤土表面的有害氣體進(jìn)行氧化分解，并最終生成氧氣和水。

使用膨化土對空氣進(jìn)行清潔的時候，最好把它放在人們平時起居活動比較多的地方，如沙發(fā)旁邊，或者是床頭旁邊，這主要是因為這種物質(zhì)在對空氣進(jìn)行清潔之時，并不能完全對整個室內(nèi)空氣進(jìn)行清潔，而只是對其周邊的空氣能起到比較好的清潔的作用。裝修產(chǎn)生的室內(nèi)化學(xué)氣體由進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入到空氣凈化裝置內(nèi)部，首先經(jīng)過初效過濾網(wǎng)，過濾掉室內(nèi)空氣中較大的顆粒物，然后氣體在進(jìn)入到膨潤土吸附濾芯，膨潤土表面的孔隙對氣體中的化學(xué)污染物具有一定的吸附作用，最后經(jīng)過膨潤土過濾后的氣體排出空氣凈化裝置體外，以此循環(huán)反復(fù)，實現(xiàn)室內(nèi)空氣化。在使用一段時間之后，例如使用二十天左右，最好把膨化土放在通風(fēng)干燥的地方，或者是陽光之下曝曬數(shù)小時，正常情況下，可以用半年以上，以此完成對裝修產(chǎn)生的室內(nèi)化學(xué)氣體污染防治。

2 實驗

試驗利用此次提出方法與傳統(tǒng)方法，對新裝修后的屋子進(jìn)行室內(nèi)化學(xué)氣體污染防治，室內(nèi)面積為115m?，根據(jù)室內(nèi)化學(xué)氣體污染含量檢測，其中甲醛、乙醇、二氯苯、三氯乙烯、氯苯嚴(yán)重超標(biāo)，其中甲醛含量為64.45μg/m?，乙醇含量為86.48μg/m?，二氯苯含量為14.69μg/m?，三氯乙烯含量為48.95μg/m?，氯苯含量為14.64μg/m?。將室內(nèi)平均分成面積相等的兩部分，利用兩種方法對室內(nèi)化學(xué)氣體污染進(jìn)行防治，對比兩種方法室內(nèi)化學(xué)氣體吸附量，實驗結(jié)果如表2所示。

從表2可以看出，此次提出方法室內(nèi)化學(xué)氣體吸附量高于傳統(tǒng)方法，防治過后，室內(nèi)化學(xué)氣體含量能夠達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，說明此次提出方法對裝修產(chǎn)生的室內(nèi)化學(xué)氣體污染具有良好的防治效果。

3 結(jié)語

此次利用膨潤土吸附特性，將其應(yīng)用到化學(xué)氣體污染防治中，形成一種新的防治方法，膨潤土廉價易得，資源儲量豐富，并且制備過程簡單，對裝修產(chǎn)生的室內(nèi)化學(xué)氣體污染防治具有較高的應(yīng)用價值。

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