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一種材料對空氣污染物非吸附凈化性能的測定裝置及系統(tǒng)的制作方法

文檔序號:10767689閱讀:373來源:國知局
一種材料對空氣污染物非吸附凈化性能的測定裝置及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種材料對空氣污染物非吸附凈化性能的測定裝置及系統(tǒng),包括一實驗瓶,所述實驗瓶包括一個中空的用于盛裝待測材料的瓶體和一個能夠將瓶體密封的能透光得瓶蓋;所述瓶體的頂部和底部分別設有用于向瓶體注入和排出吸收液的進液口和排液口;所述瓶體瓶身下部和上部分別設有用于向瓶體內通入和排出循環(huán)氣體的在瓶體內部氣路連通的進氣口和出氣口;在瓶體外部通過氣體傳輸管路依次將進氣口、空氣污染物注射槽、流量計、氣泵和出氣口連通。本實用新型測定裝置可以定性地區(qū)分材料對空氣污染物的凈化作用是物理吸附還是化學消除,并能夠定量地評價該材料對空氣污染物的非吸附凈化性能,且操作簡單易行,適用于大規(guī)模材料的檢測。
【專利說明】
-種材料對空氣污染物非吸附凈化性能的測定裝置及系統(tǒng)
技術領域
[0001] 本實用新型設及空氣污染物凈化技術領域,特別是設及空氣凈化類材料對空氣污 染物非吸附凈化性能的測定裝置及系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002] 由于經濟的發(fā)展和生活水平的提高,人們對居室內的美化要求越來越高,在室內 大量使用裝飾裝修材料,致使室內空氣污染問題越來越嚴重,造成室內空氣污染的主要是 家庭裝修中大量使用的人造板、膠粘劑、壁紙、涂料、油漆、地毯和各種家具等。因此,科學家 和公眾也越來越關注此類問題。
[0003] 針對日益突出的室內空氣污染問題,各種空氣凈化類材料層出不窮,尤其是對空 氣污染物具有凈化功能的涂料、壁紙等材料發(fā)展迅速。為了保障空氣凈化材料的健康發(fā)展, 我國制定了相應的材料對空氣污染物凈化性能的標準評價方法,如適用于涂料、涂膜、片材 等家裝材料對空氣污染物凈化性能測定的標準:QB/T 2761-2006《室內空氣凈化產品凈化 性能測定方法》和JC/T 1074-2008《室內空氣凈化性能涂覆材料凈化性能》。運些標準用到 的裝置主要是密封實驗艙,為僅具有照明設備和樣品放置部件等的能夠密封的簡單艙體結 構。
[0004] 由于目前市場上的空氣凈化類材料按吸附類型可分為物理吸附和化學消除(即非 吸附)兩大類,無疑人們更希望能夠將空氣污染物通過化學作用分解或消除,而不是簡單的 物理吸附,因此非吸附型的空氣凈化類材料是開發(fā)的重點。為了評價運類材料的凈化性能, 勢必要對非吸附凈化性能進行測定。但是上述兩個標準方法用到的裝置都只能評價材料對 空氣污染物的整體凈化性能,無法區(qū)分材料的凈化性能是通過非吸附作用達到的,還是通 過物理吸附達到的,無法用于空氣凈化類材料對空氣污染物的非吸附凈化性能的測定。運 就導致一些只能進行簡單物理吸附空氣污染物的材料與非吸附空氣凈化類材料不能得到 有效甄別,運既不利于市場的導向,也不利于人們選擇所需的材料。 【實用新型內容】
[0005] 本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術中存在的技術缺陷,提供一種能夠有效測定材 料對空氣污染物非吸附凈化性能的裝置,包括一實驗瓶,所述實驗瓶包括一個中空的用于 盛裝待測材料的瓶體和一個能夠將瓶體密封的能透光的瓶蓋;所述瓶體的頂部和底部分別 設有用于向瓶體注入和排出吸收液的進液口和排液口;所述瓶體瓶身下部和上部分別設有 用于向瓶體內通入和排出循環(huán)氣體的在瓶體內部氣路連通的進氣口和出氣口;在瓶體外部 還設有空氣污染物注射槽、流量計和氣累,通過氣體傳輸管路依次將進氣口、空氣污染物注 射槽、流量計、氣累和出氣口連通。
[0006] 所述瓶體上還設有一容積調節(jié)口,其連通一用于調節(jié)瓶體內容積的容積調節(jié)袋。
[0007] 在所述實驗瓶的外部設外艙。
[000引所述外艙包括一上端開口的艙體和一與所述上端開口相配合的艙蓋。
[0009] 所述艙蓋內側設有光源。
[0010]所述光源為自然光、日光燈、紫外燈或紅外燈。
[0011] 所述艙體下部設有連接外部電源的傳輸孔。
[0012] 所述艙體側壁上部設有一用于光源散熱的風扇。
[0013] 本發(fā)明的第二個方面在于提供一種材料對空氣污染物非吸附凈化性能的測定系 統(tǒng),包括兩套上述的測定裝置。
[0014] 本發(fā)明的第Ξ個方面在于提供一種材料對空氣污染物非吸附凈化性能的測定系 統(tǒng),包括Ξ套上述的測定裝置。
[0015] 與現(xiàn)有技術相比,本實用新型的有益效果是:
[0016] 1、本實用新型的測定裝置和系統(tǒng)中加設吸收液的進、排口,通過對吸收液中污染 物的檢測可W定性地區(qū)分材料對空氣污染物的凈化作用是物理吸附還是化學消除,從而定 量地評價該材料對空氣污染物的非吸附凈化性能。
[0017] 2、本實用新型測定裝置可W評價不同光源條件下,光催化材料(如納米二氧化鐵、 納米氧化鋒)或非光催化材料(如涂料、壁紙)對空氣污染物的非吸附凈化性能。
[0018] 3、本實用新型測定裝置結構簡單,操作簡單易行,適用于各種空氣凈化類材料的 檢測。
【附圖說明】
[0019] 圖1所示為本實用新型測定裝置的結構示意圖;
[0020] 圖2所示為本實用新型測定裝置中實驗瓶的結構示意圖;
[0021 ]圖3所示為本實用新型測定裝置中外艙的主視圖;
[0022] 圖4所示為本實用新型測定裝置中外艙的側視圖。
【具體實施方式】
[0023] W下結合具體實施例,更具體地說明本實用新型的內容,并對本實用新型作進一 步闡述,但運些實施例絕非對本實用新型進行限制。
[0024] 本實用新型的測定裝置如圖1-4所示,包括實驗瓶和外艙。實驗瓶可W單獨使用, 也可W搭配外艙使用。
[0025] 實驗瓶如圖2所示,包括一個中空的帶有一瓶蓋3的用于盛裝待測材料的瓶體2,瓶 蓋3-般用石英制成,能夠將瓶體2密封,且能透光。瓶體2的頂部和底部分別設有進液口 4和 排液口 10,用于向瓶體2中注入和排出吸收液。瓶體2的瓶身下部和上部分別設有進氣口 7和 出氣口 1,用于向瓶體2內通入和排出循環(huán)氣體;進氣口7和出氣口 1在瓶體2內部氣路連通。 在瓶體2外部通過氣體傳輸管路11依次將進氣口 7、空氣污染物注射槽8、流量計9、氣累12和 出氣口 1連通;氣累能夠為該循環(huán)氣路提供動力,流量計可W用來控制氣體循環(huán)的速度,空 氣污染物注射槽將定量的空氣污染物注入瓶體內(用溶液的方式注入便于精確控制空氣污 染物的加入量,比標準氣體準確度高、成本低??諝馕廴疚镒邭饴肥菫榱丝諝馕廴疚锏臍?化,也為了避免空氣污染物加入時直接接觸到樣品表面發(fā)生溶解等)。在瓶體2上還設有一 容積調節(jié)袋6通過容積調節(jié)口 5與瓶體2連通,容積調節(jié)袋6可W調節(jié)瓶體2內的容積(容積調 節(jié)袋用來調節(jié)瓶體內的壓力,使瓶體內是負壓,運樣吸收液能夠順利注入),便于吸收液從 進液口 4注入。
[00%]外艙如圖3-4所示,包括一上端開口的艙體16和一艙蓋13;艙體16可用于安置實驗 瓶;艙蓋13與艙體16的上端開口相配合,可將艙體密閉。艙體16頂部(也就是艙蓋13上)設有 光源15(光源可為紫外燈或日光燈等);下部設有電路傳輸孔17,用來連接外部電源為內部 實驗瓶供電;側壁上部設有一用于光源散熱的風扇14。
[0027] 使用時,當空氣污染物需要光源照射才能發(fā)生非吸附(化學消除)凈化時,就需要 使用外艙;當空氣污染物不需要光源照射就能發(fā)生非吸附凈化時,不需要使用外艙,只需要 在自然光條件下進行測定即可。
[0028] 本實用新型測定裝置的測定原理為:向密閉空間注入一定量的空氣污染物,待測 材料對空氣污染物既有物理吸附凈化,也有化學消除(非吸附)凈化,等待測材料對空氣污 染物凈化完畢后,用吸收液將未被待測材料凈化(過量的)的空氣污染物吸收,同時還將待 測材料物理吸附凈化的空氣污染物萃取到吸收液中,然后測得吸收液中空氣污染物的濃度 (C2),最后將其與初始空氣污染物濃度ki)進行比較,便得到待測材料通過化學消除凈化對 空氣污染物的凈化能力(η),即待測材料對空氣污染物的非吸附凈化性能。
[0029] 對空氣污染物非吸附凈化性能進行測定時,可W多次使用上述測定裝置,或同時 使用包括兩套或Ξ套測定裝置的測定系統(tǒng)W提高測定效率。
[0030] 同時用Ξ個實驗瓶的測定系統(tǒng)的具體操作如下:
[0031] (1)、準備3個實驗瓶,一個作為空白瓶,一個作為樣品瓶,一個作為參照瓶。
[0032] (2)、若待測材料是液體,則根據待測材料的實際施工用量,將其均勻涂覆在玻璃 片或者不誘鋼片上,作為測試樣片,在自然條件下干燥后待測;若待測材料是固體,則將其 裁剪成面積、體積相同的片或塊,作為測試樣片:
[0033] 空白瓶:放入測試樣片,不注入空氣污染物;
[0034] 樣品瓶:放入測試樣片,注入空氣污染物;
[0035] 參照瓶:不放入測試樣片,注入空氣污染物。
[0036] (3)、將3個實驗瓶放置在恒溫恒濕室內,待瓶內溫濕度穩(wěn)定后,分別向樣品瓶和空 白瓶中放入測試樣片;密封空白瓶。
[0037] (4)、向樣品瓶和參照瓶中分別注入相同量的空氣污染物溶液(如甲醒溶液、乙醒 溶液、氨水等)后,密封樣品瓶和參照瓶。如果測試樣片有光源照射需要,將實驗瓶放入外艙 中,使外艙的光源位于實驗瓶的正上方,開啟外艙的光源,同時開啟光源上方的風扇進行散 熱(密封前應通過調整光源的高度使測試樣片表面的光強度滿足實驗要求,并保持各實驗 瓶一致)。
[0038] (5)、開啟氣累,控制空氣流速為0-lL/min,讓實驗瓶內部氣體開始循環(huán)l-72h,循 環(huán)的氣體使空氣污染物氣化,也使待測樣片對空氣污染物的凈化過程更接近日常條件,凈 化結束后停止氣累。
[0039] (6)、打開實驗瓶的容積調節(jié)口,向3個實驗瓶中分別注入相同量的去離子水作為 吸收液,去離子水水面要沒過測試樣片表面;打開氣累吸收管路中的空氣污染物,空氣流速 與步驟(5)-致,0.5-3h后關閉氣累;打開實驗瓶底部排水孔,將吸收液收集于容量瓶中,待 吸收液流盡后關閉排水孔;如此反復1-3次。
[0040] (7)、分別合并步驟(6)各實驗瓶每次的吸收液,混勻定容;測試各實驗瓶吸收液中 空氣污染物的濃度??瞻灼课找褐械目諝馕廴疚餄舛扔嫗镃O,即實驗瓶對空氣污染物的 物理吸附量;參照瓶吸收液中的空氣污染物濃度計為C1,即空氣污染物在測定過程中自然 衰減后的剩余量,相當于實驗瓶中空氣污染物的初始注入量;樣品瓶吸收液中的空氣污染 物濃度計為C2,即實驗瓶及待測樣片對空氣污染物的物理吸附量。
[0041] (8)、將步驟(7)得到的C0、C1、C2的數(shù)值代入式1中,即得到待測材料對空氣污染物 的非吸附凈化性能(η)。
[0042]
式1
[0043] 式1中C2包含待測樣片對空氣污染物的物理吸附量和實驗瓶對空氣污染物的物理 吸附量,因此C1-C2后還需要加上實驗瓶對空氣污染物的物理吸附量C0,才能得到待測樣片 對空氣污染物的化學消除量,即非吸附量。最后將待測樣片對空氣污染物的非吸附量與實 驗瓶中空氣污染物的初始注入量相比,就得到了待測樣片對空氣污染物的非吸附凈化率, 即非吸附凈化性能。
[0044] W下用上述測定裝置對一系列材料進行其對空氣污染物非吸附凈化性能的測定, 進一步闡述本實用新型的使用。
[0045] 實施例1
[0046] 內墻涂料對甲醒的非吸附凈化性能的測定
[0047] (1)、準備3個實驗瓶,實驗瓶尺寸為:Φ 12cm,高22cm,一個作為空白瓶,一個作為 樣品瓶,一個作為參照瓶。
[0048] (2 )、將內墻涂料(商購得到)均勻涂覆在5cm X 5cm X 1mm的3塊玻璃片上,涂覆厚度 為20μπι,干燥7天后得到待測樣片。
[0049] (3)、將步驟(1)的3個實驗瓶放置在溫度為25°C,相對濕度為50%的環(huán)境中,24h 后,分別向樣品瓶和空白瓶中放入步驟(2)得到的待測樣片,密封空白瓶的瓶蓋。
[0050] (4)、向步驟(3)樣品瓶和步驟(1)的參照瓶中分別通過空氣污染物注射槽注入化L 質量百分含量為lOwt%的甲醒水溶液。將3個實驗瓶放入外艙(內部尺寸為20cmX20cmX 35cm)中,使外艙的光源位于實驗瓶的正上方,開啟實驗瓶上方的日光燈,同時開啟外艙側 壁上的風扇進行散熱。
[0051] (5)、開啟氣累,使實驗瓶內部氣體開始循環(huán),控制空氣流速為0.化/min, 24h后,停 止氣累,關閉日光燈。
[0052] (6)、打開實驗瓶的容積調節(jié)口,從進液口向3個實驗瓶中分別注入50mL去離子水 作為吸收液;再打開氣累(空氣流速為0.化/min ),化后再關閉氣累;打開實驗瓶底部排液 口,將吸收液收集于200mL容量瓶中,待吸收液流盡后關閉排液口。如此反復2次。
[0053 ] (7 )、將步驟(6)容量瓶中收集的吸收液定容,混勻,采用高效液相色譜法測定各實 驗瓶吸收液中甲醒的濃度??瞻灼课找褐械募仔褲舛葹?.02mg/L,參照瓶吸收液中的甲 醒濃度為0.45mg/L,樣品瓶吸收液中的甲醒濃度為0.17mg/L。
[0054] (8)、將步驟(7)得到的數(shù)據代入式1中,即得到內墻涂料對甲醒的非吸附凈化性能 (η)為 67%。
[0055] W上結果表明該內墻涂料對甲醒的非吸附凈化(化學消除)能力為67%。
[0056] 實施例2、納米二氧化鐵對乙醒的非吸附凈化性能的測定
[0057] (1)、準備3個實驗瓶,實驗瓶尺寸為:Φ 12cm,高22cm,一個作為空白瓶,一個作為 樣品瓶,一個作為參照瓶。
[005引(2)、將步驟(1)的3個實驗瓶放置在溫度為25°C,相對濕度為50%的環(huán)境中,24h 后,將Ig納米二氧化鐵粉體(商購得到)散放在空白瓶和樣品瓶底部,密封空白瓶的瓶蓋。
[0059] (3)、向Ξ個實驗瓶中分別通過空氣污染物注射槽注入化L質量百分含量為lOwt% 的乙醒水溶液。將3個實驗瓶放入外艙中,使外艙的光源位于實驗瓶的正上方,開啟實驗瓶 上方的254nm紫外燈,同時開啟外艙側壁上的風扇進行散熱。
[0060] (4)、開啟氣累,使實驗瓶內部氣體開始循環(huán),控制空氣流速為0.化/min, 24h后,停 止氣累,關閉紫外燈。
[0061] (5)、打開實驗瓶的容積調節(jié)口,從進液口向3個實驗瓶中分別注入50mL去離子水 作為吸收液;再打開氣累(空氣流速為0.化/min ),化后再關閉氣累;打開實驗瓶底部排液 口,將吸收液收集于200mL容量瓶中,待吸收液流盡后關閉排液口。如此反復3次。
[0062] (6)、將步驟(6)容量瓶中收集的吸收液定容,混勻,采用高效液相色譜法測定各實 驗瓶吸收液中乙醒的濃度??瞻灼课找褐械募仔褲舛任礄z出(<〇.〇lmg/L)(忽略不計), 參照瓶吸收液中的甲醒濃度為0.36mg/L,樣品瓶吸收液中的甲醒濃度為0.0 lmg/L。
[0063] (7)、將步驟(7)得到的數(shù)據代入式1中,即得到該納米二氧化鐵樣品對乙醒的非吸 附凈化性能(η)為97%。
[0064] W上結果表明該納米二氧化鐵材料對乙醒的非吸附凈化(化學消除)能力為97%。
[0065] W上實施例顯示出了不同材料對不同空氣污染物的非吸附凈化能力,材料對空氣 污染物非吸附凈化性能(η)數(shù)值越大,說明材料對空氣污染物的非吸附凈化能力越強,也就 是說有越多的空氣污染物是通過化學消除(非吸附)凈化掉的。本實用新型的測定裝置通過 排除凈化過程中的吸附因素,能夠合理地測得家裝材料對空氣污染物的非吸附凈化性能, 而不是總的凈化性能,有利于人們按吸附類型選擇所需的材料。
[0066] W上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式,應當指出的是,對于本技術領域的普 通技術人員來說,在不脫離本實用新型原理的前提下,還可W做出若干改進和潤飾,運些改 進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1. 一種材料對空氣污染物非吸附凈化性能的測定裝置,包括一實驗瓶,其特征在于,所 述實驗瓶包括一個中空的用于盛裝待測材料的瓶體和一個能夠將瓶體密封的能透光的瓶 蓋;所述瓶體的頂部和底部分別設有用于向瓶體注入和排出吸收液的進液口和排液口;所 述瓶體瓶身下部和上部分別設有用于向瓶體內通入和排出循環(huán)氣體的在瓶體內部氣路連 通的進氣口和出氣口;在瓶體外部還設有空氣污染物注射槽、流量計和氣栗,通過氣體傳輸 管路依次將進氣口、空氣污染物注射槽、流量計、氣栗和出氣口連通。2. 根據權利要求1所述測定裝置,其特征在于,所述瓶體上還設有一容積調節(jié)口,其連 通一用于調節(jié)瓶體內容積的容積調節(jié)袋。3. 根據權利要求1或2所述測定裝置,其特征在于,在所述實驗瓶的外部設外艙。4. 根據權利要求3所述測定裝置,其特征在于,所述外艙包括一上端開口的艙體和一與 所述上端開口相配合的艙蓋。5. 根據權利要求4所述測定裝置,其特征在于,所述艙蓋內側設有光源。6. 根據權利要求5所述測定裝置,其特征在于,所述光源為自然光、日光燈、紫外燈或紅 外燈。7. 根據權利要求6所述測定裝置,其特征在于,所述艙體下部設有連接外部電源的傳輸 孔。8. 根據權利要求7所述測定裝置,其特征在于,所述艙體側壁上部設有一用于光源散熱 的風扇。9. 一種材料對空氣污染物非吸附凈化性能的測定系統(tǒng),其特征在于,包括兩套權利要 求1至8任一所述的測定裝置。10. -種材料對空氣污染物非吸附凈化性能的測定系統(tǒng),其特征在于,包括三套權利要 求1至8任一所述的測定裝置。
【文檔編號】G01N30/00GK205449906SQ201521129947
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2015年12月30日
【發(fā)明人】郭中寶, 丁建軍, 關紅艷, 韓蔚, 徐丹華, 王明玉, 李曼, 李海建, 梅飛, 梅一飛
【申請人】中國建材檢驗認證集團股份有限公司
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