四大技术守护室内“小清新”

科技生活小知识10: 空气净化器的健康守护：去除室内污染，提供清新空气。 #生活乐趣# #日常生活趣事# #生活琐事趣闻# #科技生活小知识#

图① 工作人员在喷专用溶剂以分解甲醛等有害气体。

图② 用于净化空气的活性炭。

图③ 在世界移动通信大会上亮相的智能空气净化器。

每年3月到5月是装修旺季，不少人都计划在这个时间将爱屋翻修一新。然而，装修后室内久久难以散去的味道，让很多业主忧心忡忡。

其实，除了装饰装修材料和新家具，烹饪、清洁、消毒等日常生活行为以及人体和宠物代谢等也会产生室内环境异味。如何消除异味、净化室内环境，成为人们当下关注的热点。

随着新成果不断涌现，多种室内净味技术正在逐步走向应用，助力打造清新宜居空间。

物理吸附：把吸附质请入专属“房间”

日常生活中，如果室内有异味，不少人会选择购买活性炭包。活性炭能吸味，靠的是物理吸附作用。

“物理吸附过程就好比磁铁南北极相吸的过程。”北京室内及车内环境净化协会副理事长刘文秀在接受科技日报记者采访时解释，吸附质（吸附过程中的吸附目标物，如甲醛等）与吸附剂（吸附吸附质的物质，如活性炭等）之间存在弱相互作用力，气体分子被吸附剂所吸引，附着到其表面，从而达到去除室内环境异味的效果。

除了活性炭，还有很多物质可以作为吸附剂。比如硅藻泥，其粒子表面有众多微小孔穴，吸附效率较高；又如活性氧化铝，它是一种多孔性、高分散度的固体材料，表面活性、热稳定性强，吸附性能好；再如沸石分子筛，人们可通过调控其孔径大小，使其选择性地吸附不同物质。其中，硅藻泥等已经在较大范围内推广应用。

刘文秀进一步补充，已经有不少科技工作者通过化学改性和开发复合材料，显著提升了传统吸附剂的吸附能力及其选择性。例如金属—有机框架复合材料，它内部有大量孔隙，这些空隙如同有众多“房间”，可供吸附质“入住”，极大提升了吸附能力。同时，研发人员可以根据不同吸附质的尺寸和形态，精准调控金属—有机框架复合材料的孔隙大小与形状，就像为不同“客人”定制专属“房间”一样。

“不过，物理吸附仅适用于去除低浓度污染物，对去除高浓度污染物的效果有限。除此之外，吸附剂容易达到饱和状态，需要定期更换。”刘文秀补充，“未来，物理吸附技术将朝多功能复合方向发展。研发人员利用催化分解等技术，可能开发出具备高吸附容量、抗菌性强等特征的复合吸附剂。”

净味分解：精准“拆解”异味分子化学键

为了去除室内异味，不少人会选择购买除臭剂，其主要成分是二氧化氯。

“二氧化氯可以与异味物质快速发生反应，达到除臭的效果。”建筑材料工业气味与环境评价测试中心主任关红艳解释，这种利用化学材料与异味物质发生快速反应以去除异味的技术，被称为净味分解技术。该技术应用十分广泛。如卫生间中主要异味来自氨，这是一种碱性物质，可以用诸如二氧化氯之类的酸性物质将其分解。刚装修好的房子可能存在甲醛、苯等有害气体，可以利用臭氧的强氧化性，分解这些有害气体。

那么，这些化学物质是如何去除异味的呢？奥秘在于它们能够精准找到异味分子的化学键，并将化学键打开，进而将其分解。

“由于成本低、见效快，净味分解技术在室内环境治理领域应用较多。”刘文秀补充，“但由于室内环境污染物组成复杂，化学反应存在无法持久、反应产物成分复杂等问题，这种方法可能更适用于去除污染物来源单一的异味，比如宠物排泄区散发的氨类化合物、厨房油烟等。”

未来，随着人工智能与材料科学的深度融合，净味分解技术有望实现“一空间一策略”的个性化服务。目前科学家们正在开发的人工智能气味图谱系统，能够分析百万级气味分子数据，并根据具体环境自动生成最优净化方案。在此基础上，该系统还可以主动识别并清除异味。这种技术的发展将极大提升室内异味管理的精准度和个性化水平，为去除不同空间异味提供定制化解决方案。

热催化氧化：无需高温也能净味

空气净化器是帮助人们去除室内异味的“好帮手”。一些新型空气净化器采用热催化氧化技术，达到净化室内空气的目的。

“热催化氧化技术虽然是比较成熟的技术，但其在空气净化领域的应用还是最近几年的事。该技术可基于催化剂的作用，在一定温度下促使室内异味污染物发生氧化反应。”刘文秀介绍。

在热催化氧化反应中，催化剂的核心功能在于显著降低反应活化能。“传统氧化反应需要借助高温条件来解离污染物的化学键，进而分解异味分子。而催化剂的加入可大幅降低反应活化能，使原本需要较高能量才能发生的氧化过程能在相对温和的温度下完成。”刘文秀说。

刘文秀补充，目前热催化氧化反应的催化剂主要有铂、钯等贵金属催化剂和氧化锰等非贵金属催化剂两大类。前者活性强、稳定性好，但成本相对较高；后者成本较低，但性能需要根据具体污染物和工况进一步优化。

“目前，热催化氧化技术已经在室内甲醛净化等领域实现了产业化应用。随着人们对室内空气质量关注度的不断提升，该技术有望被进一步推广。”刘文秀说。

可见光催化氧化：将有害物“剪”成无害物

光催化氧化技术是利用“人造光合”材料，在光照下将异味分子“剪”成无害物质的一种技术。近年来，这种技术开始在空调滤网、家具表面上发挥作用。

与热催化氧化技术相似，光催化氧化技术也是一种利用氧化还原催化反应的净味技术，光催化剂在其中起重要作用。不同之处在于，光催化氧化技术是以光能驱动化学反应的。当具有特定波长的可见光照射在光催化剂表面上，催化剂会被激发产生高活性的电子和空穴。这些电子和空穴就像“化学剪刀”，能够将空气中的水分子和氧气“剪”成具有强氧化性的自由基。这些自由基可以高效分解各种致味物质。

“除了改性二氧化钛，目前典型的可见光催化剂还有氮化碳、氧化锌、硫化镉等半导体材料。”刘文秀补充，“不过，二氧化钛类材料更常用。二氧化钛基光催化剂以其高催化活性、稳定的化学性质、高性价比、对有机物降解无选择性等优点，成为目前国际公认的最佳室内异味净化材料之一。”

目前科学家们正着力研发和规模化量产性价比更高的二氧化钛基光催化剂，让光催化剂在更多领域实现应用。

(责编：邢郑、孙娜)

作者：裴宸纬

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