CN105242009A - 一种空气净化材料净化效率测试方法 - Google Patents

一种空气净化材料净化效率测试方法 Download PDF

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CN105242009A
CN105242009A CN201510616404.8A CN201510616404A CN105242009A CN 105242009 A CN105242009 A CN 105242009A CN 201510616404 A CN201510616404 A CN 201510616404A CN 105242009 A CN105242009 A CN 105242009A
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刘婕妤
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Bauhinia Coating (shanghai) Co Ltd
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Abstract

本发明提供了一种空气净化材料净化效率测试方法,所述方法包括以下步骤:制备净化材料样品和对照样品;在密闭容器内放入吸附材料和净化材料样品,向密闭容器内表面皿中注入待测污染物溶液,将密闭容器密封,反应12-48h后,打开密闭容器,取出吸附材料,用解析溶剂对吸附材料进行解析,得解析液I;对照样品经过与净化材料样品相同的处理,得到吸附材料解析液II;测定解析液I和II中含有的污染物的含量C1和C0,根据公式r=(C0-C1)/C0×100%计算得到净化材料的净化效率r。本发明方法简单,成本低,适于实验室和工业应用,方法准确可靠,测试数据稳定,重现性高。

Description

一种空气净化材料净化效率测试方法
技术领域
本发明属于材料性能检测领域,涉及一种空气净化材料净化效率测试方法。
背景技术
随着我国经济的发展,人民生活水平不断提高,人们越来越注重居室环境装修,但用于装修的各种新型装饰装修材料及家具中的有害物质又可能对室内造成空气污染,使空气质量下降。据世界卫生组织调查,室内可检测出300多种污染物,室内空气污染程度往往是室外的2-5倍,有时甚至可在100倍以上。人的一生有80%左右的时间在室内度过,室内环境直接关系居民身体健康。室内空气污染在国际上已被列为危害人体健康的五大因素之一,由于室内污染致使人体健康受到危害的报道屡见不鲜。常见的室内污染物有甲醛、苯、氨等挥发性气体污染物。面对室内的严重污染和人们的广泛关注,人们运用空气净化技术手段来改善空气质量,促进了空气净化产品的发展。
目前市场上空气净化产品大致可以分为动力型的空气净化器和被动式的空气净化材料两大类。其中空气净化器是使用电力的动力型净化产品,室内空气净化材料是依靠材料自身性能净化空气,具有持续、长久性,相对于动力型的空气净化器更环保节能,因此发展空气净化材料是今后行业的主要方向。目前,我国市场上的室内空气净化材料种类繁多,如空气净化涂料、地板、壁纸以及治理型的净化喷剂等。虽然空气净化产品正在蓬勃发展,但相关产品的标准制定速度却远远落后,尤其是针对净化材料净化性能评定标准或相关评价方法比较落后。
GB17657-4.12(1999)人造板及饰面人造板理化性能试验方法中介绍到室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛释放限量—甲醛释放量穿孔法测定,等同欧洲标准EN120:1992。该方法的操作设备复杂,需用到特定的穿孔萃取仪,且需要大量的甲苯溶剂,对环境造成损害,不利于环保。用碘量法测试游离甲醛含量步骤繁琐,滴定分析误差大。乙酰丙酮分光光度对低含量甲醛测试效果佳,但同样需要复杂的试剂,并且会使用浓硫酸,使操作过程存在较大的不安全因素。
GB/T16129-1995居住区大气中甲醛卫生检验标准方法-密封舱法。该方法所需的密封舱占地面积大,且清洗不方便,成本高昂不适合实验室少量样品的测试。其中测定甲醛所使用的AHMT衍生显色剂会与含有羰基类的有机化合物反应,由分光光度法测得的为羰基类总化合物的含量,若样品中不只含有甲醛类醛类物质时,可能会使测试值大于实际值。使用40%含量的分析纯甲醛水溶液逐级稀释后作为工作曲线,需要硫代硫酸钠标定其真实含量,过程复杂,并且滴定分析误差大,使方法误差不确定度提高。
ASTMD5582:2000木材中甲醛的测试方法-干燥器法,以蒸馏水为吸收剂收集甲醛,与1,8-二羟基萘-3,6-二磺酸反应,分光光度法测试甲醛含量,适用范围:木质产品-含有脲醛树脂胶黏剂,包括胶合板、硬木板、刨花板、中密度纤维板。缺陷:该法测试板材中释放的甲醛气体,以水作为吸收剂,若采用该方法测试水性漆的甲醛净化效率时,以水为吸附剂会增加干燥器内的湿度,使挥发于干燥器上部分的小液滴与涂有除醛水性漆的木板的接触概率更高,并且漆中的水溶性成分可能会由于更多的水分附着于漆膜表面而被析出,从而进一步的破坏漆膜。在测油性漆时,附着于漆膜表面的水分层会形成一层隔膜,使漆膜中有效的除醛基团与甲醛的接触概率降低,降低了甲醛净化效率,多次实验结果的数据不稳定,重现性差。
JC/T1074-2008室内空气净化功能涂覆材料净化性能中,对于净化材料净化性能的测试使用带有内壁尺寸长×宽×高为1250mm×800mm×1000mm的样品舱和对比舱,这两个试验舱内放置风扇用于均匀舱内空气,长度方向放置四个不锈钢样品架,用于放置样品板,且使样板与舱壁成30度角,样板距离舱底部300mm,舱体上有注射孔和采样孔,将试验样板和空白玻璃板放入样品舱和对比舱,用微量注射器取分析纯甲醛或分析纯甲苯溶液,通过注射孔滴在玻璃平皿内,密闭注射孔。密闭1h后采集舱体内空气,利用分光光度法或气相色谱法测试空气中甲醛或甲苯的浓度,从而来测得净化材料的净化效率。在该方法中使用的仪器比较复杂,仪器体积较大,并且需要对空气进行取样分析,因此,对于操作人员的技术具有很高要求,不适用于普通实验室的测试,不利于工业化应用。
因此,在本领域中,期望能够找到一种更为简单可靠的方法来测试净化材料的净化效率,,从而实现其在实验室以及工业上的普遍适用性。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种空气净化材料净化效率的测试方法。
为达到此发明目的,本发明采用以下技术方案:
一方面,本发明提供了一种空气净化材料净化效率的测试方法,所述方法包括以下步骤:
(1)制备涂布有净化材料的样品板,作为净化材料样品,以未涂布净化材料的空白样品板作为对照样品;
(2)样品测试:在密闭容器内放入吸附材料和净化材料样品,向密闭容器内注入待测污染物溶液,将密闭容器密封,反应12-48h后,打开密闭容器,取出吸附材料,利用解析溶剂对吸附材料进行解析,得到解析液I,对照样品经过与净化材料样品相同的处理过程,得到吸附材料解析液II;
(3)测定解析液I和II中含有的污染物的含量C1和C0,根据如下公式计算得到净化材料的净化效率r:
r=(C0-C1)/C0×100%
其中,C0——对照样品测试时得到的污染物含量,μg/mL;
C1——净化材料样品测试时得到的污染物含量,μg/mL。
本发明利用测试吸附材料吸附的污染物的含量来间接得到净化材料对污染物的净化效率,避免了对空气进行取样测试空气中残留污染物的含量,由于空气样品的流动性大易于逸出,从而造成测试结果差异大,对于操作人员的操作要求很高,另外,对于空气样品的测试会受到多种因素的影响,例如环境温度、湿度、通风等条件均会对测试结果产生很大影响。而本发明测试吸附材料吸附的污染物的含量,对解析液进行测试,不存在上述缺陷,使结果更加准确可靠,且易于操作。
本发明采用简单的密闭容器就可以实现,例如可以利用干燥器等仪器,可操作性高,成本低;而对于需要测试空气样品的方法来说,其对仪器的密闭性要求极高,另外为保证仪器中各个位置空气均匀,需要增加风扇等设备,,,因此该方法需要的仪器较复杂,成本高。
在本发明所述空气净化材料净化效率的测试方法中,所述净化材料样品的制备方法为:将空气净化材料均匀涂布在样品板上,用量按照产品提供的理论涂刷量,干燥,作为净化材料样品。
优选地,所述干燥在温度为(20±2)℃、相对湿度为(50±10)%的环境下自然干燥5-7天。
在本发明所述空气净化材料净化效率的测试方法中,所述待测污染物为甲醛、乙醛、丙烯醛、苯、甲苯、二甲苯或氨气中的任意一种。
优选地,当待测污染物为甲醛、乙醛、丙烯醛或氨气中的任意一种时,所述待测污染物溶液为待测污染物的水溶液。
优选地,当待测污染物为苯、甲苯或二甲苯中的任意一种时,所述待测污染物溶液为待测污染物的乙醇溶液。
优选地,所述待测污染物溶液的浓度为10-20%,例如10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%或20%。
优选地,所述密闭容器内注入的待测污染物溶液的量为20-40μL,例如20μL、22μL、24μL、25μL、27μL、29μL、30μL、32μL、34μL、36μL、38μL或40μL。
优选地,所述解析溶剂与吸附材料的质量比为10:1-20:1,例如10:1、11:1、12:1、13:1、14:1、15:1、16:1、17:1、18:1、19:1或20:1。
在本发明所述空气净化材料净化效率的测试方法中,当待测污染物为甲醛、乙醛、丙烯醛或氨气中的任意一种时,所述吸附材料为活性炭、复合功能微晶竹炭陶、硅胶或分子筛中的一种或至少两种的组合,优选为活性炭或复合功能微晶竹炭陶,更优选为复合功能微晶竹炭陶。
本发明所述复合功能微晶竹炭陶为桂林新竹大自然生物材料有限公司开发的产品编号T-1311的一种新型生态陶瓷材料,天然无毒、无重金属元素,含多孔质微晶竹炭、海洋藻类有机矿化物、碧玺电气石、纳米紫砂浆等成份。材料采用高端科技笼芯技术,透气性超强吸水率达30%,布满2.5μm的微孔,分子呈笼型空心框架结构,可有效捕捉PM0.5-PM2.5漂浮微粒,并将微尖锁定在笼型结构中,对醛类、氨气等污染物具有吸附作用。
优选地,当待测污染物为甲醛、乙醛、丙烯醛或氨气中的任意一种时,所述解析溶剂为乙醇或去离子水,优选去离子水。
优选地,当待测污染物为苯、甲苯或二甲苯中的任意一种时,所述吸附材料为活性炭和/或分子筛。
优选地,当待测污染物为苯、甲苯或二甲苯中的任意一种时,所述解析溶剂为乙醇、三氯甲烷、丙酮或石油醚中的任意一种,优选乙醇。
在本发明所述空气净化材料净化效率的测试方法中,步骤(2)所述反应在温度为(20±2)℃、相对湿度为(50±10)%的条件下进行。
在本发明所述空气净化材料净化效率的测试方法中,当待测污染物为甲醛、乙醛或丙烯醛中的任意一种时,解析液I和II中含有的污染物的含量的测试方法如下:
a、将解析液I过滤,在酸性条件下,加入2,4-二硝基苯肼进行衍生反应生成2,4-二硝基苯腙,用高效液相色谱进行检测,得到2,4-二硝基苯腙的积分面积S1,对解析液II进行相同的处理和检测,得到2,4-二硝基苯腙的积分面积S0
b、用标准色谱级待测污染物配制污染物溶液,进行与解析液I相同的处理,绘制污染物浓度与高效液相色谱测定的2,4-二硝基苯腙的积分面积的标准曲线;
c、根据积分面积S1和S0,由标准曲线得到对应的甲醛含量C1和C0
在本发明所述空气净化材料净化效率的测试方法中,当待测污染物为甲醛、乙醛或丙烯醛中的任意一种时,所述测试方法包括以下步骤:
(1)制备净化材料样品和对照样品;
(2)样品测试:在密闭容器内放入吸附材料和净化材料样品,向密闭容器内的表面皿中注入待测污染物溶液,将密闭容器密封,反应12-48h后,打开密闭容器,取出吸附材料,利用解析溶剂对吸附材料进行解析,得到解析液I,对照样品经过与净化材料样品相同的处理过程,得到吸附材料解析液II;
(3)将解析液I过滤,在酸性条件下,加入2,4-二硝基苯肼进行衍生反应生成2,4-二硝基苯腙,用高效液相色谱进行检测,得到2,4-二硝基苯腙的积分面积S1,对解析液II进行相同的处理和检测,得到2,4-二硝基苯腙的积分面积S0
(4)用标准色谱级待测污染物配制污染物标准溶液,进行与解析液I相同的处理,绘制污染物浓度与高效液相色谱测定的2,4-二硝基苯腙的积分面积的标准曲线;
(5)根据积分面积S1和S0,由标准曲线得到对应的污染物含量C1和C0,根据如下公式计算得到净化材料的净化效率r:
r=(C0-C1)/C0×100%
其中,C0——对照样品测试时得到的污染物含量,μg/mL;
C1——净化材料样品测试时得到的污染物含量,μg/mL。
在本发明所述空气净化材料净化效率的测试方法中,当待测污染物为甲醛、乙醛或丙烯醛中的任意一种时,步骤(3)所述2,4-二硝基苯肼与待测污染物溶液中污染物的摩尔比为1:3-1:5,例如1:3、1:3.2、1:3.5、1:3.7、1:3.9、1:4、1:4.2、1:4.4、1:4.6、1:4.8、1:4.9或1:5。
优选地,步骤(3)所述酸性条件的pH为4-6,例如4、4.2、4.4、4.6、4.8、5、5.2、5.4、5.6、5.8或6,优选pH为6。
在本发明所述空气净化材料净化效率的测试方法中,当待测污染物为甲醛、乙醛或丙烯醛中的任意一种时,步骤(4)所述将配制的污染物标准溶液进行与解析液I相同的处理,即为将污染物标准溶液过滤,在酸性条件下,加入2,4-二硝基苯肼进行衍生反应生成2,4-二硝基苯腙,用高效液相色谱进行检测,得到2,4-二硝基苯腙的积分面积。优选地,所述酸性条件的pH为4-6,例如4、4.2、4.4、4.6、4.8、5、5.2、5.4、5.6、5.8或6,优选pH为6。
优选地,步骤(4)所述2,4-二硝基苯肼与最高浓度的污染物标准溶液中污染物的摩尔比为1:3-1:5,例如1:3、1:3.2、1:3.5、1:3.7、1:3.9、1:4、1:4.2、1:4.4、1:4.6、1:4.8、1:4.9或1:5。
优选地,步骤(4)所述配制污染物标准溶液时,选用的污染物标准溶液的浓度为5、10、15、20和25μg/mL。
在本发明所述空气净化材料净化效率的测试方法中,当待测污染物为甲醛、乙醛或丙烯醛中的任意一种时,步骤(3)和步骤(4)中高效液相色谱流动相为乙腈-水或甲醇-乙腈-水,优选为乙腈-水。
优选地,流动相乙腈-水的体积比为(2-4):(1-3),例如,2:1、2.5:1、3:1、3.5:1、4:1、2:2(即1:1)、2.5:2、3:2、3.5:2、4:2(即2:1)、2:3、2.2:3、2.5:3、2.8:3、3.3:3、3.5:3、3.8:3或4:3等,优选为11:9(约3.67:3)。
优选地,流动相流速为0.5-1.5mL/min,例如0.5mL/min、0.6mL/min、0.7mL/min、0.8mL/min、0.9mL/min、1.0mL/min、1.1mL/min、1.2mL/min、1.3mL/min、1.4mL/min或1.5mL/min,优选为0.5-1.0mL/min,更优选为0.65mL/min。
优选地,所述高效液相色谱检测波长为350-365nm,例如350nm、355nm、360nm或365nm,优选为360nm。
在本发明中,所述空气净化材料可商业购得,例如在测试对于醛类净化效率时可以使用市售除醛空气净化材料,在测试对苯类物质的净化效率时可以使用市售除苯空气净化材料,测试对氨气的净化效率时可使用市售除氨空气净化材料。
在本发明中,测试净化材料对于甲醛、乙醛或丙烯醛中的任意一种污染物的净化效率时,步骤(3)使用柱前衍生高效液相法测试吸附材料的解析液中甲醛的含量,方法简单无需过多复杂的试剂。相对于分光度计,高效液相色谱仪连有自动进样器无需过多的人工操作,测试过程自动化,减少了润洗等人工操作所引入的方法误差,精度更高,RSD(相对标准偏差)好。
在本发明中,测试净化材料对于甲醛、乙醛或丙烯醛中的任意一种污染物的净化效率时,步骤(4)使用色谱级已知含量的污染物水溶液作为标准溶液制备工作曲线无需标定,减少由于滴定分析引入的误差。
在本发明所述空气净化材料净化效率的测试方法中,当待测污染物为氨气时,解析液I和II中含有的污染物的含量通过纳氏试剂比色法测定,测试条件参见GB/T18204.25-2000。
在本发明所述空气净化材料净化效率的测试方法中,当待测污染物为甲苯时,解析液I和II中含有的污染物的含量通过气相色谱法进行测定,测试条件参见GB18583-2001。
本发明提供的空气净化材料净化效率的测试方法,可用于评估净化材料的净化持久性,即利用本发明所述的测试方法对样品进行第一次测试后,将密闭容器打开,在温度为(20±2)℃、相对湿度为(50±10)%的条件下放置24h后,将吸附材料换成与第一次测试使用的相同的新的吸附材料,利用本发明所述的测试方法对样品进行重复测试,通过净化效率的变化评估净化材料的净化持久性。
在本发明中,所述净化材料对于污染物的净化是通过发生不可逆的化学结合而除去空气中的污染物气体,因此,在进行净化持久性测试时,重复测试几次之后,可通过净化材料的净化效率表征净化材料的净化持久性。
JC/T1074-2008中所述的净化材料净化性能测试是在复杂的大型密闭设备中完成对净化材料净化性能的测试,测试过程为将净化材料放置在密闭设备中,经过一定时间后,取设备中的空气样品来测试空气样品中污染物含量以确定净化材料的净化效率,在空气取样前需保证设备中空气均匀,因此在设备中需放置风扇等设施,此方法选用的仪器为大型仪器,复杂笨重,而且由于是对空气取样,因此对于设备密闭性具有很高要求,此外由于空气样品测试会受到环境温度、湿度、通风条件等的影响,因此会使得测试数据的稳定性受到影响,而且对于操作人员的要求较高。而本发明利用在简单的密闭容器中,放入吸附材料和净化材料,通过测定得到吸附材料吸附的污染物含量,利用其与空白对照实验中吸附材料吸附的污染物含量之间的差值来得到净化材料吸附的污染物的含量,以确定净化材料对于污染物的净化效率,该过程只需保证一般的密闭性即可,而且无需保证内部空气的均匀性,无需其他辅助设施,无需对空气取样,由于是利用解析剂将吸附材料吸附的污染物解析下来,进而测试解析液中污染物的含量,液体样品的测试相对于空气样品的测试来说,不仅操作简单,而且液体样品不像空气样品那样容易受到各种因素的影响,因此测试数据比较稳定,重现性高。
相对于现有技术,本发明具有以下有益效果:
本发明利用在简单的密闭容器中进行,该过程只需保证一般的密闭性即可,无需保证内部空气的均匀性,无需对空气取样,本发明利用解析剂将吸附材料吸附的污染物解析下来,进而测试解析液中污染物的含量,对于溶液的测试相对于空气样品的测试来说,不仅操作简单,而且溶液样品不像空气样品一样容易受到各种因素的影响,因此测试数据比较稳定,重现性高。利用本发明方法对对照样品进行测试,测定得到吸附材料的甲醛吸附率为81%以上,连续四次试验的相对标准偏差RSD=1.77%,表明本发明的测试方法测得数据稳定性较好,方法准确可靠,利用本发明方法对净化材料样品进行测试时,重复测试4次所得数据重现性高,RSD值均小于2%,相对于用水作为吸附材料来说净化效果具有显著提高,并且方法更具可靠性(水作为吸附材料时重复测试4次的净化效率为34.5-55.8%,数据波动较大,RSD值为19.65%)。此外,本方法简单,易于操作,无需购置复杂的大型仪器,大大降低了成本,适于实验室和工业应用。
附图说明
图1为本发明实施例1中利用高效液相色谱对2,4-二硝基苯腙进行检测的结果图;
图2为本发明实施例1中得到的甲醛浓度与高效液相色谱测定的2,4-二硝基苯腙的积分面积的标准曲线图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了,所述实施例仅仅是帮助理解本发明,不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
在本实施例中,通过以下方法来测试空气净化材料对甲醛的净化效率,包括以下步骤:
(1)制备净化材料样品和对照样品:将市售除醛空气净化材料涂布在四块10cm×15cm聚乙烯(PE)板上,用量按照产品提供的理论涂刷量,在温度为(20±2)℃、相对湿度为(50±10)%的条件下干燥7天,作为净化材料样品;以未涂布市售除醛空气净化材料的聚乙烯(PE)板作为对照样品;
(2)样品测试:选用干燥器作为密闭容器,规格为300mm。底部结晶皿中放置6g复合微晶竹炭陶吸附材料,摊平。围绕干燥器内部边缘一周放置涂有除醛涂料样品板,快速在干燥器陶瓷隔板上放置的表面皿中注入40μL、20%甲醛溶液后,快速盖上盖子。在温度为(20±2)℃、相对湿度为(50±10)%的条件下反应24h后,打开干燥器盖子,快速取出复合微晶竹炭陶并倒入100mL玻璃瓶中,倒入100g去离子水,充分摇匀后继续解析25min后得到解析液I,对照样品经过与净化材料样品相同的处理过程,得到吸附材料解析液II;
(3)将解析液I用0.45μm过滤器过滤,在pH=6的酸性条件下,加入与密闭容器中注入的甲醛的摩尔比为5:1的2,4-二硝基苯肼(2,4-DNPH)进行衍生反应生成2,4-二硝基苯腙,用高效液相色谱进行检测,检测时使用的流动相为乙腈:水=11:9,流速为0.65mL/min,360nm波长检测2,4-二硝基苯腙,得到2,4-二硝基苯腙的积分面积S1,对解析液II进行相同的处理和检测,得到2,4-二硝基苯腙的积分面积S0
(4)用标准色谱级甲醛配制甲醛标准溶液,选用的甲醛标准溶液的浓度为5、10、15、20和25μg/mL。进行与解析液I相同的处理,绘制甲醛浓度与高效液相色谱测定的2,4-二硝基苯腙的积分面积的标准曲线;
(5)根据积分面积S1和S0,由标准曲线得到对应的甲醛含量C1和C0,根据如下公式计算得到净化材料的净化效率r:
r=(C0-C1)/C0×100%
其中,C0——对照样品测试时得到的甲醛含量,μg/mL;
C1——净化材料样品测试时得到的甲醛含量,μg/mL。
本实施例中高效液相色谱对2,4-二硝基苯腙的检测结果如图1所示,从图中可以看出,2,4-二硝基苯腙与未与甲醛反应的2,4-二硝基苯肼的峰完全分离,可以从检测结果得到与解析液I对应的2,4-二硝基苯腙的积分面积S1为53327,与解析液II对应的2,4-二硝基苯腙的积分面积S0为3853759。
本实施例得到的甲醛浓度与高效液相色谱测定的2,4-二硝基苯腙的积分面积的标准曲线如图2所示,其中线性回归曲线的线性回归系数R2为0.998912,线性回归方程为y=37487x-85000。
根据线性回归曲线得出积分面积S1与S0对应的甲醛含量C1为3.69μg/mL和C0为105.07μg/mL,而后根据公式r=(C0-C1)/C0×100%,计算得到净化效率r=96.5%。
利用上述净化效率测试方法对空气净化材料对甲醛的净化持久性进行评估,方法如下:
将净化材料样品进行了与实施例1相同的首次测试后,将密闭容器打开,在温度为(20±2)℃、相对湿度为50%的条件下放置24h后,将吸附材料换成与第一次测试使用的相同的新的吸附材料(即换成新的6g复合微晶竹炭陶吸附材料),如实施例1所述进行净化效率的第二次测试,第二次测试后,将密闭容器打开,在温度为(20±2)℃、相对湿度为50%的条件下放置24h后,将吸附材料换成与第一次测试使用的相同的新的吸附材料(即换成新的6g复合微晶竹炭陶吸附材料),如实施例1所述进行净化效率的第三次测试,而后如此重复,进行第四次测试,由这四次净化效率的变化评估净化材料的净化持久性,测试结果如表1所示。
表1
在本实施例的测试中,由密闭容器中注入的甲醛的量计算,容器内甲醛的理论浓度为130.32μg/mL,对于对照样品的测试中,吸附材料的甲醛的吸附率为81%以上,连续四次试验的RSD=1.77%,表明本发明的测试方法测得数据稳定性较好。应用本发明测试方法对净化材料样品进行如上所述的4次测试,实现对净化材料净化性能的评估。
实施例2
在本实施例中,考察应用不同吸附材料对测得的净化效率的影响,方法如下:
在本实施例的测试方法中分别选用复合微晶竹炭陶、活性炭、沸石、硅胶、分子筛作为吸附材料,分别进行如实施例1所述的测试,重复测试4次(与净化持久性评估测试不同,重复测试是对样品进行了4次平行试验),结果如表2所示。
对比例1
本对比例与实施例2不同的是,将测试方法中的吸附材料换成水,进行如实施例1所述的测试,重复测试4次(4次平行试验),结果如表2所示。
表2
由表2的数据可以看出,以水作为吸附材料时,重复试验,测得试样的净化效率值不稳定、偏差较大,RSD为19.65%,而本发明采用的复合微晶竹炭陶、普通活性炭、沸石、硅胶、分子筛作为吸附材料时,RSD值均小于2%,测得的除醛效率数据比较稳定,重现性高。
实施例3
在本实施例中,通过以下方法来测试空气净化材料对甲醛的净化效率,包括以下步骤:
(1)制备净化材料样品和对照样品:将市售除醛空气净化材料涂布在四块10cm×15cm聚乙烯(PE)板上,用量按照产品提供的理论涂刷量,在温度为(20±2)℃、湿度为(50±10)%的条件下干燥5天,作为净化材料样品;以未涂布市售除醛空气净化材料的聚乙烯(PE)板作为对照样品;
(2)样品测试:选用干燥器作为密闭容器,规格为300mm(。底部结晶皿中放置6g复合微晶竹炭陶吸附材料,摊平。围绕干燥器内部边缘一周放置涂有除醛涂料样品板,快速在干燥器陶瓷隔板上放置的表面皿中注入20μL、10%甲醛溶液后,快速盖上盖子。在温度为(20±2)℃、湿度为(50±10)%的条件下反应12h后,打开干燥器盖子,快速取出复合微晶竹炭陶并倒入玻璃瓶中,倒入60g去离子水,充分摇匀后继续解析25min后得到解析液I,对照样品经过与净化材料样品相同的处理过程,得到吸附材料解析液II;
(3)将解析液I用0.45μm过滤器过滤,在pH=4的酸性条件下,加入与密闭容器中注入的甲醛的摩尔比为3:1的2,4-二硝基苯肼(2,4-DNPH)进行衍生反应生成2,4-二硝基苯腙,用高效液相色谱进行检测,流动相为乙腈:水=2:1,流速0.5mL/min,360nm波长检测2,4-二硝基苯腙,得到2,4-二硝基苯腙的积分面积S1,对解析液II进行相同的处理和检测,得到2,4-二硝基苯腙的积分面积S0
(4)用标准色谱级甲醛配制甲醛标准溶液,选用的甲醛标准溶液的浓度为5、10、15、20和25μg/mL。进行与解析液I相同的处理,绘制甲醛浓度与高效液相色谱测定的2,4-二硝基苯腙的积分面积的标准曲线;
(5)根据积分面积S1和S0,由标准曲线得到对应的甲醛含量C1和C0,根据如下公式计算得到净化材料的净化效率r:
r=(C0-C1)/C0×100%
其中,C0——对照样品测试时得到的甲醛含量,μg/mL;
C1——净化材料样品测试时得到的甲醛含量,μg/mL。
平行重复测试4次,得到空气净化材料对甲醛的净化效率。
实施例4
在本实施例中,通过以下方法来测试空气净化材料对甲醛的净化效率,包括以下步骤:
(1)制备净化材料样品和对照样品:将市售除醛空气净化材料涂布在四块10cm×15cm聚乙烯(PE)板上,用量按照产品提供的理论涂刷量,在温度为(20±2)℃、相对湿度为(50±10)%的条件下干燥7天,作为净化材料样品;以未涂布市售除醛空气净化材料的聚乙烯(PE)板作为对照样品;
(2)样品测试:选用干燥器作为密闭容器,规格为300mm。底部结晶皿中放置6g复合微晶竹炭陶吸附材料,摊平。围绕干燥器内部边缘一周放置涂有除醛涂料样品板,快速在干燥器陶瓷隔板上放置的表面皿中注入20μL、10%甲醛溶液后,快速盖上盖子。在温度为(20±2)℃、相对湿度(50±10)%的条件下反应12h后,打开干燥器盖子,快速取出复合微晶竹炭陶并倒入玻璃瓶中,倒入100g去离子水,充分摇匀后继续解析25min后得到解析液I,对照样品经过与净化材料样品相同的处理过程,得到吸附材料解析液II;
(3)将解析液I用0.45μm过滤器过滤,在pH=4的酸性条件下,加入与密闭容器中注入的甲醛的摩尔比为3:1的2,4-二硝基苯肼(2,4-DNPH)进行衍生反应生成2,4-二硝基苯腙,用高效液相色谱进行检测,流动相为乙腈:水=4:3,流速1.5mL/min,365nm波长检测2,4-二硝基苯腙,得到2,4-二硝基苯腙的积分面积S1,对解析液II进行相同的处理和检测,得到2,4-二硝基苯腙的积分面积S0
(4)用标准色谱级甲醛配制甲醛标准溶液,选用的甲醛标准溶液的浓度为5、10、15、20和25μg/mL。进行与解析液I相同的处理,绘制甲醛浓度与高效液相色谱测定的2,4-二硝基苯腙的积分面积的标准曲线;
(5)根据积分面积S1和S0,由标准曲线得到对应的甲醛含量C1和C0,根据如下公式计算得到净化材料的净化效率r:
r=(C0-C1)/C0×100%
其中,C0——对照样品测试时得到的甲醛含量,μg/mL;
C1——净化材料样品测试时得到的甲醛含量,μg/mL。
重复测试4次,得到空气净化材料对甲醛的净化效率。
实施例5
在本实施例中,通过以下方法来测试空气净化材料对甲醛的净化效率,包括以下步骤:
(1)制备净化材料样品和对照样品:将市售除醛空气净化材料涂布在四块10cm×15cm聚乙烯(PE)板上,用量按照产品提供的理论涂刷量,在温度为(20±2)℃、相对湿度(50±10)%的条件下干燥6天,作为净化材料样品;以未涂布市售除醛空气净化材料的聚乙烯(PE)板作为对照样品;
(2)样品测试:选用干燥器作为密闭容器,规格为300mm。底部结晶皿中放置6g复合微晶竹炭陶吸附材料,摊平。围绕干燥器内部边缘一周放置涂有除醛涂料样品板,快速在干燥器陶瓷隔板上放置的表面皿中注入30μL、10%甲醛溶液后,快速盖上盖子。在温度为(20±2)℃、相对湿度为(50±10)%的条件下反应12h后,打开干燥器盖子,快速取出复合微晶竹炭陶并倒入玻璃瓶中,倒入110g去离子水,充分摇匀后继续解析25min后得到解析液I,对照样品经过与净化材料样品相同的处理过程,得到吸附材料解析液II;
(3)将解析液I用0.45μm过滤器过滤,在pH=5的酸性条件下,加入与密闭容器中注入的甲醛的摩尔比为5:1的2,4-二硝基苯肼(2,4-DNPH)进行衍生反应生成2,4-二硝基苯腙,用高效液相色谱进行检测,流动相为乙腈:水=2:3,流速1.0mL/min,350nm波长检测2,4-二硝基苯腙,得到2,4-二硝基苯腙的积分面积S1,对解析液II进行相同的处理和检测,得到2,4-二硝基苯腙的积分面积S0
(4)用标准色谱级甲醛配制甲醛标准溶液,选用的甲醛标准溶液的浓度为5、10、15、20和25μg/mL。进行与解析液I相同的处理,绘制甲醛浓度与高效液相色谱测定的2,4-二硝基苯腙的积分面积的标准曲线;
(5)根据积分面积S1和S0,由标准曲线得到对应的甲醛含量C1和C0,根据如下公式计算得到净化材料的净化效率r:
r=(C0-C1)/C0×100%
其中,C0——对照样品测试时得到的甲醛含量,μg/mL;
C1——净化材料样品测试时得到的甲醛含量,μg/mL。
平行重复测试4次,得到空气净化材料对甲醛的净化效率。
实施例6
在本实施例中,通过以下方法来测试空气净化材料对甲醛的净化效率,包括以下步骤:
(1)制备净化材料样品和对照样品:将市售除醛空气净化材料涂布在四块10cm×15cm聚乙烯(PE)板上,用量按照产品提供的理论涂刷量,在温度为(20±2)℃、相对湿度为(50±10)%的条件下干燥7天,作为净化材料样品;以未涂布市售除醛空气净化材料的聚乙烯(PE)板作为对照样品;
(2)样品测试:选用干燥器作为密闭容器,规格为300mm-底部结晶皿中放置6g复合微晶竹炭陶吸附材料,摊平。围绕干燥器内部边缘一周放置涂有除醛涂料样品板,快速在干燥器陶瓷隔板上放置的表面皿中注入20μL、10%甲醛溶液后,快速盖上盖子。在温度为(20±2)℃、相对湿度为(50±10)%的条件下反应12h后,打开干燥器盖子,快速取出复合微晶竹炭陶并倒入玻璃瓶中,倒入70g去离子水,充分摇匀后继续解析20min后得到解析液I,对照样品经过与净化材料样品相同的处理过程,得到吸附材料解析液II;
(3)将解析液I用0.45μm过滤器过滤,在pH=4的酸性条件下,加入与密闭容器中注入的甲醛的摩尔比为3:1的2,4-二硝基苯肼(2,4-DNPH)进行衍生反应生成2,4-二硝基苯腙,用高效液相色谱进行检测,流动相为乙腈:水=4:3,流速1.5mL/min,365nm波长检测2,4-二硝基苯腙,得到2,4-二硝基苯腙的积分面积S1,对解析液II进行相同的处理和检测,得到2,4-二硝基苯腙的积分面积S0
(4)用标准色谱级甲醛配制甲醛标准溶液,选用的甲醛标准溶液的浓度为5、10、15、20和25μg/mL。进行与解析液I相同的处理,绘制甲醛浓度与高效液相色谱测定的2,4-二硝基苯腙的积分面积的标准曲线;
(5)根据积分面积S1和S0,由标准曲线得到对应的甲醛含量C1和C0,根据如下公式计算得到净化材料的净化效率r:
r=(C0-C1)/C0×100%
其中,C0——对照样品测试时得到的甲醛含量,μg/mL;
C1——净化材料样品测试时得到的甲醛含量,μg/mL。
平行重复测试4次,得到空气净化材料对甲醛的净化效率。
实施例3-6的4次平行测试的测试结果如表3所示。
表3
从表3可以看出,本发明的测试方法得到的数据稳定,重现性高,RSD均小于2%,方法准确可靠。
实施例7
在本实施例中,通过以下方法来测试空气净化材料对甲苯的净化效率,包括以下步骤:
(1)制备净化材料样品和对照样品:将市售除甲苯空气净化材料涂布在四块10cm×15cm聚乙烯(PE)板上,用量按照产品提供的理论涂刷量,在温度为(20±2)℃、相对湿度为(50±10)%的条件下干燥7天,作为净化材料样品;以未涂布市售除甲苯空气净化材料的聚乙烯(PE)板作为对照样品;
(2)样品测试:选用干燥器作为密闭容器,规格为300mm。底部结晶皿中放置6g吸附材料活性炭,摊平。围绕干燥器内部边缘一周放置涂有除醛涂料样品板,快速在干燥器陶瓷隔板上放置的表面皿中注入40μL、10%甲苯的乙醇溶液后,快速盖上盖子。在温度为(20±2)℃、相对湿度为(50±10)%的条件下反应12h后,打开干燥器盖子,快速取出活性炭并倒入玻璃瓶中,向瓶内倒入120g乙醇,充分摇匀后继续解析25min后得到解析液I,对照样品经过与净化材料样品相同的处理过程,得到吸附材料解析液II;
(3)根据GB18583-2001方法通过气相色谱法测定解析液I和II中含有的污染物甲苯的含量C1和C0,根据如下公式计算得到净化材料的净化效率r:
r=(C0-C1)/C0×100%
其中,C0——对照样品测试时得到的甲苯含量,μg/mL;
C1——净化材料样品测试时得到的甲苯含量,μg/mL。
经测试得到空气净化材料对甲苯的净化效率为80.5%,在相同条件下对同一样品重复测试四次,数据重现性高,RSD=1.45%,证明本发明测试方法准确可靠。
实施例8
在本实施例中,通过以下方法来测试空气净化材料对氨气的净化效率,包括以下步骤:
(1)制备净化材料样品和对照样品:将市售除氨空气净化材料涂布在四块10cm×15cm聚乙烯(PE)板上,用量按照产品提供的理论涂刷量,在温度为(20±2)℃、相对湿度为(50±10)%的条件下干燥7天,作为净化材料样品;以未涂布市售除氨空气净化材料的聚乙烯(PE)板作为对照样品;
(2)样品测试:选用干燥器作为密闭容器,规格为300mm。底部结晶皿中放置6g吸附材料活性炭,摊平。围绕干燥器边缘一周放置涂有除醛涂料样品板,快速在干燥器陶瓷隔板上放置的表面皿中注入40μL、10%氨水溶液后,快速盖上盖子。在温度为(20±2)℃、相对湿度为(50±10)%的条件下反应48h后,打开干燥器盖子,快速取出活性炭并倒入玻璃瓶中,向瓶内倒入100g去离子水,充分摇匀后继续解析25min后得到解析液I,对照样品经过与净化材料样品相同的处理过程,得到吸附材料解析液II;
(3)根据GB/T18204.25-2000方法通过气相色谱法测定解析液I和II中含有的污染物氨气的含量C1和C0,根据如下公式计算得到净化材料的净化效率r:
r=(C0-C1)/C0×100%
其中,C0——对照样品测试时得到的氨气含量,μg/mL;
C1——净化材料样品测试时得到的氨气含量,μg/mL。
经测试得到空气净化材料对甲苯的净化效率为81%,在相同条件下对同一样品重复测试四次,数据重现性高,RSD=1.32%,证明本发明测试方法准确可靠。
申请人声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的工艺方法,但本发明并不局限于上述工艺步骤,即不意味着本发明必须依赖上述工艺步骤才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种空气净化材料净化效率测试方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
(1)制备涂布有净化材料的样品板,作为净化材料样品,以未涂布净化材料的空白样品板作为对照样品;
(2)样品测试:在密闭容器内放入吸附材料和净化材料样品,向密闭容器表面皿中注入待测污染物溶液,将密闭容器密封,反应12-48h后,打开密闭容器,取出吸附材料,利用解析溶剂对吸附材料进行解析,得到解析液I;对照样品经过与净化材料样品相同的处理过程,得到吸附材料解析液II;
(3)测定解析液I和II中含有的污染物的含量C1和C0,根据如下公式计算得到净化材料的净化效率r:
r=(C0-C1)/C0×100%
其中,C0——对照样品测试时得到的污染物含量,μg/mL;
C1——净化材料样品测试时得到的污染物含量,μg/mL。
2.根据权利要求1所述的测试方法,其特征在于,所述净化材料样品的制备方法为:将空气净化材料均匀涂布在样品板上,用量按照产品提供的理论涂刷量,干燥,作为净化材料样品;
优选地,所述干燥在温度为(20±2)℃、相对湿度为(50±10)%的环境下自然干燥5-7天。
3.根据权利要求1或2所述的测试方法,其特征在于,所述待测污染物为甲醛、乙醛、丙烯醛、苯、甲苯、二甲苯或氨气中的任意一种;
优选地,当待测污染物为甲醛、乙醛、丙烯醛或氨气中的任意一种时,所述待测污染物溶液为待测污染物的水溶液;
优选地,当待测污染物为苯、甲苯或二甲苯中的任意一种时,所述待测污染物溶液为待测污染物的乙醇溶液;
优选地,所述待测污染物溶液的浓度为10-20%;
优选地,所述密闭容器内注入的待测污染物溶液的量为20-40μL;
优选地,所述解析溶剂与吸附材料的质量比为10:1-20:1。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的测试方法,其特征在于,当待测污染物为甲醛、乙醛、丙烯醛或氨气中的任意一种时,所述吸附材料为活性炭、复合功能微晶竹炭陶、硅胶或分子筛中的一种或至少两种的组合,优选为活性炭或复合功能微晶竹炭陶,更优选为复合功能微晶竹炭陶;
优选地,当待测污染物为甲醛、乙醛、丙烯醛或氨气中的任意一种时,所述解析溶剂为乙醇或去离子水,优选去离子水;
优选地,当待测污染物为苯、甲苯或二甲苯中的任意一种时,所述吸附材料为活性炭和/或分子筛;
优选地,当待测污染物为苯、甲苯或二甲苯中的任意一种时,所述解析溶剂为乙醇、三氯甲烷、丙酮或石油醚中的任意一种,优选乙醇。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的测试方法,其特征在于,步骤(2)所述反应在温度为(20±2)℃、相对湿度为(50±10)%的条件下进行。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的测试方法,其特征在于,当待测污染物为甲醛、乙醛或丙烯醛中的任意一种时,解析液I和II中含有的污染物的含量的测试方法如下:
a、将解析液I过滤,在酸性条件下,加入2,4-二硝基苯肼进行衍生反应生成2,4-二硝基苯腙,用高效液相色谱进行检测,得到2,4-二硝基苯腙的积分面积S1,对解析液II进行相同的处理和检测,得到2,4-二硝基苯腙的积分面积S0
b、用标准色谱级待测污染物配制污染物溶液,进行与解析液I相同的处理,绘制污染物浓度与高效液相色谱测定的2,4-二硝基苯腙的积分面积的标准曲线;
c、根据积分面积S1和S0,由标准曲线得到对应的甲醛含量C1和C0
7.根据权利要求1-6中任一项所述的测试方法,其特征在于,当待测污染物为甲醛、乙醛或丙烯醛中的任意一种时,所述测试方法包括以下步骤:
(1)制备净化材料样品和对照样品;
(2)样品测试:在密闭容器内放入吸附材料和净化材料样品,向密闭容器内的表面皿中注入待测污染物溶液,将密闭容器密封,反应12-48h后,打开密闭容器,取出吸附材料,利用解析溶剂对吸附材料进行解析,得到解析液I,对照样品经过与净化材料样品相同的处理过程,得到吸附材料解析液II;
(3)将解析液I过滤,在酸性条件下,加入2,4-二硝基苯肼进行衍生反应生成2,4-二硝基苯腙,用高效液相色谱进行检测,得到2,4-二硝基苯腙的积分面积S1,对解析液II进行相同的处理和检测,得到2,4-二硝基苯腙的积分面积S0
(4)用标准色谱级待测污染物配制污染物标准溶液,进行与解析液I相同的处理,绘制污染物浓度与高效液相色谱测定的2,4-二硝基苯腙的积分面积的标准曲线;
(5)根据积分面积S1和S0,由标准曲线得到对应的污染物含量C1和C0,根据如下公式计算得到净化材料的净化效率r:
r=(C0-C1)/C0×100%
其中,C0——对照样品测试时得到的污染物含量,μg/mL;
C1——净化材料样品测试时得到的污染物含量,μg/mL。
8.根据权利要求7所述的测试方法,其特征在于,步骤(3)所述2,4-二硝基苯肼与待测污染物溶液中污染物的摩尔比为3:1-5:1;
优选地,步骤(3)所述酸性条件的pH为4-6,优选pH为6;
优选地,步骤(4)所述2,4-二硝基苯肼与最高浓度的污染物标准溶液中污染物的摩尔比为3:1-5:1;
优选地,步骤(4)所述配制污染物标准溶液时,选用的污染物标准溶液的浓度为5、10、15、20和25μg/mL;
优选地,步骤(3)和步骤(4)中高效液相色谱流动相为乙腈-水或甲醇-乙腈-水,优选为乙腈-水;
优选地,流动相乙腈-水的体积比为(2-4):(1-3),优选为11:9;
优选地,流动相流速为0.5-1.5mL/min,优选为0.5-1.0mL/min,更优选为0.65mL/min;
优选地,所述高效液相色谱检测波长为350-365nm,优选为360nm。
9.根据权利要求1-5中任一项所述的测试方法,其特征在于,当待测污染物为氨气时,解析液I和II中含有的污染物的含量通过纳氏试剂比色法测定。
10.根据权利要求1-5中任一项所述的测试方法,其特征在于,当待测污染物为苯、甲苯或二甲苯中的任意一种时,解析液I和II中含有的污染物的含量通过气相色谱法进行测定。
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