空气净化纤维材料的设计及性能研究.docx

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摘要

甲醛作为一种化工产业中常用的原料，具有广泛的应用范围，其制成物在改善人们生活条件的同时也对人们的身体健康造成潜在危害。为解决生活中甲醛带来的隐患，本文通过对现有除甲醛的研究进行分析总结，并结合功能性纤维的特点，以二氯甲烷，N,N-二甲基甲酰胺为溶剂，以聚乳酸（PLA）为纤维基体，添加纳米二氧化锰为催化剂，利用高压静电纺丝法，制备纳米MnO2/PLA复合纤维膜。并对所制备的纤维膜进行相关性能测试，测试结果表明利用负载二氧化锰的静电纺丝纤维膜对甲醛进行净化具有良好的效果，静电纺丝法制备复合纤维膜具有工艺简单、速度快等优点，在工业生产中具有一定的市场前景。关键词静电纺丝聚乳酸纳米二氧化锰催化甲醛

第一章引言

1.1室内空气污染物的来源、危害

室内环境通常包括人们日常生活起居及工作等在建筑物内的场所。据相关资料可知，当代城市居民每天有70%

～90%的时间生活在各类室内环境中，其已成为当今人们最主要的生活环境，因而室内空气质量条件的优劣与人们的身体健康状况的好坏息息相关[1]。在当今社会，随着工业化水平的飞速提高、人民日益增长的美好生活需要，海量的的工业产品纷纷进入人们的日常生活中，人们也不再仅是满足于简单的吃饱穿暖，对自身生活工作环境也提出了更高的要求，比如服装面料的个性化与舒适性、居住工作环境的装饰美化等。而这些越来越多元化的建筑材料、装修装饰材料、个性化的织物服饰美化我们的生活，为日常提供便利的同时也带来了不可忽视的健康隐患。其所散发出的各类空气污染物也在潜移默化的影响人们的身心健康[2]。

这些空气污染物虽然不会像某些剧毒化学物质一般对人体危害那么迅速强烈，但是由于人们在室内的长期生活，其毒害会悄无声息的一点点危害人的身体健康，从而使我们的身体长期处于亚健康的状态，严重时甚至会导致各类癌症等疾病的发作。此外由于其毒性缓慢释放的特点，在发现污染源头的时候往往已经造成不可挽回的生命财产损失。正是因为以上种种原因，室内空气净化问题日益受到人们的重点关注。

室内空气污染物分类从空气污染物的物理结构和化学性质上进行区分，室内空气污染物可分为以下几类：

挥发性的有机化合物（VOCs）。通常指一些在较低温度和较低饱和蒸汽压即可挥发的有机化合物。

气态的有害无机小分子。主要有臭氧、二氧化硫、一氧化氮、一氧化碳等。

可吸入固体颗粒物。如PM10、PM2.5等。

微生物污染物。如在潮湿环境下滋生的真菌、病毒等微生物。

室内空气污染物的危害

据相关统计，一般情况下室内污染物比室外空气污染物含量高很多，人们在室内的长期生活工作会吸入大量的污染物，这些污染物会对人身体健康产生或直接或间接的影响，从而引发多种病症，对呼吸系统、血液循环系统等人体主要系统造成危害，使人们的身体健康受到影响，降低工作效率。因此我们的日常生活质量与室内空气质量密切相关[3]。（1）甲醛：甲醛在2004年就被国际上癌症相关的研究机构定位为一类致癌物，其与人体皮肤相接触的时候会对人体粘膜产生强烈刺激，同时会引起呼吸道水肿等症状。对于皮肤敏感人群，甲醛会引起严重的皮肤过敏症状。据相关研究表明，长期接触甲醛会造成癌变，甚至出现不孕不育等症状[3]。

苯及苯系物：许多苯系物可以对人类健康能够产生严重的危害。相关学者的研究发现，BTEX具有可以损坏人体正常神经系统，破坏人体DNA结构，影响人体正常造血功能。

有害微生物：由空气中的细菌真菌等微生物引发的各类常见流行病和传染病多达数十种，如流感、脑膜炎、肺结核等，引发全球的新型冠状病毒也可通过空气进行传播。根据相关调查研究发现，在当今装有空调的房间内每立方米的平均菌落数量远远超过WTO所规定的七百个菌落每立方米，更有甚者可达到数十万个每平方米

[4]。在这种环境中，老人、小孩、孕妇等身体抵抗力低的人群将会受到严重的健康威胁。空气中的各类有害真菌因其易导致系统性感染以及极强的繁殖能力也引起了各国的高度重视。

固体颗粒物：作为空气中存在含量最大的污染物之一，其直径大多在0.01到10微米之间，其主要由燃烧所产生的烟尘以及其他污染空气组分与大气中正常气体经化学反应后转化生成的颗粒物。这些固体微粒极易被人体吸入并附着到人体的呼吸系统中，对所附着的器官造成严重危害，如矽肺、尘肺等疾病。

1.2常见甲醛处理方法

目前，被应用在室内空气净化领域的方法已经有许多，比如常见的通风换气法[6]、植物净化法[7]、物理吸附法[8]、、光触媒法[9]、金属催化法[10]、等离子技术法降解[11]等。

通风换气法：甲醛作为一种可挥发性的气体，可以通过改善通风条件来达到降低其浓度的目的。无论是通过自然的通风或人工机械出风，都可以有效的改善室内的空气质量。然而室内甲醛气体的释放是