矽藻土去除室內TVOC之特性與其效能之探討

生化工程研究所 碩士論文

矽藻土去除室內TVOC之特性與其效能之探討
Preliminary study of Diatomite to remove
indoor TVOC pollutants
研 究 生：鄭宗誠
指導教授：洪明瑞
中 華 民 國 九 十 九 年 十 月


摘 要
室內揮發性污染物中較為嚴重且具高致癌風險者，一為「總揮發性有
機化合物(Total volatile organic compounds,TVOC)，」另一則為「甲醛
(Formaldehyde)」，而這兩種污染物的來源和室內裝修建材息息相關，如漆
料、夾板、膠合材料以及木質家具等。因此，如何有效降低室內TVOC與
甲醛等污染物，以確保居住的健康，實已成為室內空氣品質(Indoor air
quality, IAQ)研究領域上極待解決與努力的課題。
根據ASTM D5116-97質量轉換機制(蒸發質量傳遞作用、脫附作用、物
質內擴散作用)以及氣體吸附(物理性及化學性)理論，本研究以矽藻土
(Diatomaceous earth, Diatomite)為吸附材料，配合自行開發設計之環控試驗
箱(控溫及控濕)，於實驗室中以採氣袋及氣針模擬定量的TVOC污染源，進
行一系列的矽藻土吸附性試驗(TVOC濃度、矽藻土厚度、溫濕度等參數)，
同時輔以光離子氣體偵測器(Photoionization detector, PID)進行TVOC之量
測與分析。
初步研究成果顯示︰(1)從吸附的效率及材料成本的觀點，塗佈0.2cm
的矽藻土，對於一般室內可能的TVOC 濃度，已具有足夠的處理效能；(2)
矽藻土吸附TVOC 之速率與吸附量，有隨溫度的提高而降低的趨勢，而與
相對濕度的關連性則不明顯；(3)矽藻土顆粒之表面具有極為特殊的孔中孔
構造，成就其高孔隙率、高隙體積、高吸附能力、保水、調濕以及保溫、
隔熱等諸多優異性能。
關鍵字︰矽藻土、總揮發性有機化合物、室內空氣品質

ABSTRACT

Indoor volatile contaminants in the more serious material with high
cancer risk persons, one for total volatile organic compounds, the other is
formaldehyde, the sources of these two pollutants are closely related and
interior decoration materials, such as paints, plywood, laminated
materials, and wood furniture. Therefore, how to reduce the indoor
TVOC and formaldehyde and other pollutants to ensure that healthy
living has become a field of indoor air quality and efforts to be resolved
on the subject.

According to ASTM D5116-97 quality of conversion mechanism
(evaporation mass transfer effect, desorption, diffusion within the
material), and gas adsorption (physical and chemical) theory, this study
uses diatomaceous earth as the absorbent material, with its own
development and design of the environmental controlled chamber
(temperature and moisture control), adopted in the laboratory to simulate
airbag and the gas needle quantitative TVOC sources, a series of
diatomaceous earth adsorption test (TVOC concentration of diatomite
thickness, temperature and humidity Parameters), supplemented by
photoionization detector for the measurement and analysis of TVOC.

Preliminary research results show that, (1)From the adsorption
efficiency and material cost point of view, coating 0.2cm of diatomaceous
earth, possible for the average indoor TVOC concentration, already has
enough processing power. (2)Diatomaceous earth adsorption rate and
adsorption amount of TVOC have with the temperature increasing and
decreasing trend, and relative humidity of the connection is not obvious.
(3)diatomite particle surface with very special hole in a hole in the
structure, achievements of its high porosity, high gap volume, high
adsorption capacity, water conservation, adjust the humidity and heat
insulation, and many other excellent performance.

Keywords: diatomite, total volatile organic compounds, indoor air quality.

VII

去除甲醛的複合材料-「納米光觸媒/硅藻土複合材料」

近日，「長效去甲醛複合材料產業發展研討會」在北京中國科技會堂召開。會上，專家們為廣大消費者介紹了一種新型科研成果，可以長效去除甲醛的複合材料—「納米TiO2/硅藻土光催化複合材料」
     6月4日，「長效去甲醛複合材料產業發展研討會」在北京中國科技會堂召開。會上，專家們為廣大消費者介紹了一種新型科研成果，可以長效去除甲醛的複合材料——「納米TiO2/硅藻土光催化複合材料」。據手握該項成果的臨江市寶健納米複合材料科技有限公司表示，公司利用當地的資源成本優勢，始終致力於除室內空氣中甲醛產品的研發和生產，相信在不久的將來室內去甲醛領域，必將成為民族產業的天下。據臨江市委常委孫和平介紹，硅藻土是一種硅質岩石，主要分佈在中國、美國、丹麥、法國、蘇聯、羅馬尼亞等國。我國硅藻土儲量3.2億噸，遠景儲量達20多億噸。作為長效去除甲醛的複合材料的主要生產原料——硅藻土資源的重要產地，臨江市當地硅藻土的儲量及品質居全國第一，世界第二。

研討會現場
  據中國疾病預防控制中心環境與健康相關產品安全所吳亞西教授介紹，眾所周知，甲醛是一種無色具有刺激性氣味的氣體，人們日常使用的裝修材料及新的組合家具是造成甲醛污染的主要來源。但是由於技術和材料所限，目前在人們製造室內家具和裝修的過程中，還沒有辦法使用完全不含有甲醛成分的原材料進行裝修，一般的房屋在裝修之後都會有大量的甲醛殘留，科學研究表明，甲醛的潛伏期一般為3-15年，所以，和甲醛的戰鬥，是個長期的過程。

     臨江市寶健納米複合材料科技有限公司自創立以來，始終致力於除室內空氣中甲醛產品的研發和生產。公司依據國家提出的「著力培育循環經濟，積極發展低碳經濟」的政策要求，經過充分的市場調研和論證，下大力度開發具有附加值高、市場潛力大、市場佔有份額高的環保功能裝飾材料。公司與中國礦業大學合作，結合長白山當地硅藻土的資源優勢，成功開發出可以長效去除甲醛的複合材料——「納米TiO2/硅藻土光催化複合材料」。

     據中國礦業大學鄭水林教授介紹，納米二氧化鈦光催化技術，是一項新興的消除環境污染物技術，它是利用光催化原理，在光照條件下，二氧化鈦可使污染物甲醛轉化為二氧化碳和水，將污染物從根本上予以光解消除，因而成為消除室內污染物最有效的方法之一。項目研發的基本思路就是祛除室內環境中因各種裝飾裝修材料等釋放的甲醛，淨化室內空氣環境。針對甲醛持續揮發的特性，公司的複合材料的最大特點就是長效分解，48小時實驗室除甲醛率可達到90%以上。它的第二個特點是，在無光照條件下也能吸收並降解室內空氣中甲醛。
    該技術已於2009年獲得國家級科技成果專家鑑定，該項目工藝技術和產品性能分別達到國內領先和國際先進水平。最近，項目又入選十二五國家科技支撐計劃課題。

    作為國內唯一規模化生產納米TiO2硅藻土光催化複合材料廠家，該複合材料可廣泛應用於與居室相關的各個領域，包括硅藻泥，地板，木質百葉窗，家具，瓷磚，裝飾板材，塗料，牆壁紙等產品中，經相關行業檢測機構的檢測，其結果均優於國家現行規定標準。

   目前，公司還申請和獲得了多項相關專利，包括：《在木質百葉窗簾上形成紋理的方法》、《木質印刷百葉窗除甲醛窗簾的製作方法》、《高密度板印刷除甲醛地板的製作方法》、《高密度板的印刷地板製作方法》、《除甲醛家具材料的製作方法》、《納米二氧化鈦、硅藻土復合光催化材料的生產系統》、《納米二氧化鈦、硅藻土復合光催化材料的生產工藝》等。 (責任編輯：guizaoni)