基于氧化原理的空气净化器中挥发性有机化合物成分的变化

《ACS ES&T Air》：Changes in Volatile Organic Compound Composition from an Oxidation-Based Air Cleaner

本研究评估光催化空气净化器处理商业空气清新剂释放的复杂VOC混合物时的副产物生成情况，发现乙醇被氧化为甲醛和乙醛等有害物质，强调需权衡净化效果与健康风险。

　　

空气净化设备（或称“空气清洁器”）通过降低室内空气中的污染物（包括挥发性有机化合物，VOCs）含量，有潜力改善室内空气质量。许多旨在去除VOCs的商业空气净化器采用了化学活性技术，如基于氧化的化学方法，这些方法通常与物理过滤方法结合使用（或替代物理过滤方法）。然而，这些技术可能会产生不必要的氧化副产物，这些副产物可能对健康产生不良影响，从而抵消（甚至超过）减少VOCs数量所带来的益处。关于这些副产物生成的研究相对有限，大多数研究仅针对少数几种模型VOC化合物进行。实际上，室内空气的成分非常复杂，包含多种VOC类别，仅用少数几种模型化合物难以全面反映其真实情况。在这里，我们通过使用一种基于光电解氧化的空气净化器来处理一种来自商业空气清新剂喷雾的实际VOC混合物，进行了一项案例研究。该混合物包含多种常见于室内环境中的有机化合物，如有机溶剂（尤其是乙醇）、香料成分以及其他不同分子大小的碳氢化合物和含氧化合物。实验在受控环境舱中进行，并配备了实时分析仪器来测量各种VOC的成分和浓度。结果显示，在运行空气净化器的几小时内，VOC组成发生了显著变化：乙醇和其他大分子化合物（含有4个或更多碳原子的化合物）的含量减少，同时形成了C₁–C₃含氧副产物；并未观察到大型氧化产物。大量乙醇（以及其他VOCs）被转化为乙醛和甲醛，这两种物质的浓度在空气净化器运行过程中逐渐升高。我们的研究结果表明，乙醇这种普遍存在于室内空气中的VOC，在评估空气净化器的效益和风险时具有重要意义，因为乙醇很容易被氧化成已知对人体健康有害的副产物。