化学过滤器清除空气中的分子污染物。在通风和空调领域,化学过滤器使用活性炭作为主要过滤材料。化学过滤器的典型应用场所有:芯片厂、核工业、飞机场、环保、博物馆、汽车空调等,有些家电中也使用了化学过滤材料。


随着工业发展和城市扩大,我们身边有害气体的浓度在增加,而随着技术进步和生活改善,人们对纯净空气的要求却在提高,于是,人们对化学过滤器的需求也就逐年增加。


化学过滤器有选择性地吸附有害气体分子,而不是像普通过滤器那样机械地清除杂质。活性炭材料中有大量肉眼看不见的微孔,其中绝大部分孔径在 5Å~500Å 之间(1Å=0.1

纳米),单位重量材料中微孔的总内表面积可高达 700 m2/g~2300 m2/g,也就是说,在一个米粒大小的活性炭颗粒中,微孔的内表面积相当于一个大客厅内墙面。


根据材料的处理方法,活性炭吸附分“物理吸附”和“化学吸附”。习惯上,人们将没有明显化学反应的吸附称为物理吸附,这种吸附主要靠的是范德瓦尔斯力。空气中沸点高(常温或更高)的游离分子接触活性炭后,有些在微孔中凝聚成液体并因毛细管原理呆在那儿,有些填满与分子尺寸相当的微孔而与材料成为一体。大气中的氮气、氧气、二氧化碳、氢气、氩气等主要成分的沸点都很低,活性炭管不了他们。普通活性炭是疏水性材料,所以对水蒸汽的吸附能力也有限。从原则上讲,所有多孔物质都是吸附材料,活性炭并不是惟一的,但活性炭吸附的那些物质刚好是空调领域要对付的那些有害气体。


物理吸附难以有效地清除所有化学污染物,有些场合,人们对活性炭材料进行化学处理,以增强他们对特定污染物的清除能力。经化学处理而使材料与有害气体产生化学反应的吸附称化学吸附。活性炭靠范德瓦尔斯力抓到气体分子,材料上的化学成分与污染物起反应,生成固体成分或无害的气体。进行化学处理的主要方法是在活性炭中均匀地掺入特定的试剂,所以经化学处理的活性炭也称“浸渍炭”。


除吸附外,多孔材料本身可以成为促进化学反应的催化剂(参与反应但材料本身不消耗),例如对臭氧的催化,也可以作为其他催化剂的载体。涉及吸附时,空气中的有害气体称“吸附质”,活性炭为“吸附剂”。在吸附剂抓住吸附质的同时,也会有部分吸附质逃离。使用过程中,吸附能力会不断减弱,当减弱到某一程度,过滤器报废。如果仅为物理吸附,用加热或水蒸汽熏蒸的办法可使有害气体脱离活性炭,使活性炭再生。


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2018年05月08日

什么是化学过滤器

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