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空气净化器是如何工作的?

科普小知识2022-06-25 01:11:02
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最常见的空气净化器是被动式吸附过滤空气净化器。它的基本原理其实很简单,就是用鼓风机来抽吸空气,污染物通过一层仔细的过滤网进行过滤,从而获得清洁的空气。为了理解这个原理,我们必须首先了解空气中有哪些污染物。直径小于10微米的微粒被称为PM10,可以通过鼻孔进入上呼吸道。真正的杀手是PM2.5,即低于2.5微米的微粒,它们甚至可以进入支气管和肺泡。这些是空气净化器需要过滤的部分。

空气净化器是如何工作的?

空气净化器

由于直径小于0.01纳米的粒子会做不规则的布朗运动,真正难以过滤的部分是直径为100至300纳米的粒子。对于这部分颗粒,具有98%过滤效果的过滤网可称为HEPA(高效颗粒空气)过滤网。其材料成分通常是聚丙烯滤纸、玻璃纤维和无纺布,通过多层堆叠过滤空气。HEPA过滤网是空气净化器的核心,但它的成本相对较高,所以在它之前应该增加一个成本较低的过滤网来过滤两层空气。在这些过滤器中,细菌和病毒是相对特殊的。为了避免细菌和病毒的滋生,空气净化器需要具备杀菌能力,而紫外线杀菌技术是最常用的。

空气净化器是如何工作的?

为了去除这些颗粒,需要过滤的另一部分是有害气体,如甲醛和含苯气体,其分子直径在0.4至0.6纳米之间。活性炭或光催化剂需要过滤。由于氧分子和氮分子的直径约为0.3纳米或更小,它们可以穿过活性炭的孔径,这些有害气体不能穿过活性炭的孔径以达到过滤效果。光催化剂的原理是,如果用紫外光照射二氧化钛等材料,材料附近的水或氧将被催化成强氧化分子,如羟基(-OH)和活性氧(H 2O 2)。它们能把甲醛等有害气体氧化成水,并能破坏细菌和病毒中的蛋白质。由于二氧化钛在该过程中用作催化剂,几乎没有损失,所以光催化剂是一种值得在未来推广的技术。

空气净化器是如何工作的?

空气净化器的过滤网结构

除此之外,还有一个主动式空气净化器。主动式空气净化原理与被动式空气净化原理的根本区别在于,主动式空气净化器摆脱了风扇和过滤网的限制,而不是被动地等待室内空气被抽入净化器进行过滤和净化,然后通过风扇排出,它有效地、主动地将净化和杀菌因素释放到空气中,并通过空气渗透的特性到达房间的各个角落,净化空气而没有死角。目前,技术成熟的主动净化技术主要采用负氧离子作为净化因子来处理空气,臭氧作为净化因子来处理空气。