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在中国,'酸臭'的空气净化器越来越多,为什么?空气净化器真能除甲醛吗?

日期: 2019-01-25
浏览次数: 59

在中国,'酸臭'的空气净化器越来越多,为什么?空气净化器真能除甲醛吗?

在中国,'酸臭'的空气净化器越来越多,为什么?空气净化器真能除甲醛吗?

在中国,'酸臭'的净化器越来越多,为什么?

因为'钱'。


'那个酸臭味简直了,之前六月份公司搬家,特地买的除甲醛版的,而且是 24 小时全天开机,根本不停,用不到一个月,就有一股非常明显的酸臭味,每个到我办公室的人都会问我是不是有吃的东西坏了,我。。。后来找了客服给我免费换了一个滤芯,半个月又有酸臭味了,现在根本不敢用闲置了'

近期看到越来越多关于'空气净化器发酸'吐槽,又出来一些看似客观的'分析文章',非常无语。

我们始终认为,正面承认问题分析问题是解决问题的基础。

恶意回避的、无耻忽悠的,至少请先闭上嘴巴。

我们一直不发声,是因为我们也曾并不确定——所以我们联合多家高校与研究所,在这两年多研究成果基础上,做了这些分析与建议——既给用户,也给行业:

1. 酸味是什么?

2. 从哪里来?

3. 如何减轻甚至避免发酸?

欢迎指正。

一、事实

很早以前,行业内已经存在一个基本认识:'滤网发酸'表面看是技术问题,实际上,它是操守问题。

酸臭问题并不只存在某个特定机型,甚至某个品牌。

两年前,我们不满于行业对'净化器为什么会发酸'的解释一直流于表面,更尴尬于'不怎么发酸的除醛净化器性能大多都差到了近乎没用',于是开始就此深入研究,并持续实践。

为了客观性与普遍性,我们的测试所用滤网覆盖多个品牌多个渠道,一些采购自线下市场,一些来自于电商平台,还有一些则是工厂的打样样品。

结论非常明确,发酸的严重程度上,滤网材质从高到低依次是:夹炭布(重灾区,应避开此类产品)> 柱状炭 > HEPA(少到可忽略不计)

我们最早帮 HEPA 洗清了'发酸'嫌疑——无论是新的还是旧的 HEPA,都几乎不发酸 ,长期使用只会有灰尘味。

HEPA: 一种将复合好的驻极聚丙烯熔喷纤维以及 PET 骨架布经过打折固定等工艺制作而成的滤网,它的作用是过滤固态污染物(诸如 ,花粉以及灰尘等),对于气体几乎没有吸附性(相对于活性炭而言)。


HEPA滤网

柱状炭: 行业使用最为广泛的一类炭,常用规格为 2mm。通过长测,我们发现这种炭可能会在使用 3-4 个月 之后(24 小时长期使用)发出轻微酸味。


柱状炭

夹炭布: 它的构成实际非常巧妙,可以简单理解成:在 HEPA 中加入椰壳破碎炭,如果说 HEPA 是苏打饼干,那么夹炭布就是苏打夹心饼干——这个'心'自然就是夹炭布中的破碎炭,它的尺寸仅为 ,远小于我们之前提过的 2mm 柱状炭,如果我们将一个立方体切为四等份,那么它的表面积就马上变成之前的两倍,换句话说,由于夹炭布使用的破碎炭尺寸小于柱状炭,因此比表面积大,吸附能力强。此外,夹炭布竟然还具备过滤 颗粒物的功效——简直完美,可惜通过长测,我们发现,大部分夹炭布在使用 2 周后 就开始发酸,且酸味比柱状炭剧烈得多 。


夹炭布


采用夹碳布的滤芯:活性炭与HEPA二合一


非夹碳布滤芯:活性炭与HEPA独立

二、'酸味'究竟是什么?

我们在小组内对各种滤网进行嗅辨测试,按照酸味程度评分,0 分为没有酸味,5 分为酸味最重。使用相关性分析法来研究各种怀疑参量与酸味之间的关系。

我们注意到全新含炭滤网几乎没有酸味——酸味总是随着使用而产生,这种特质令人不禁联想起微生物。

因此,我们将使用过的滤网进行微生物检测,其结论是:'菌落总数、霉菌'与'酸味'相关性非常弱——它们的皮尔逊相关系数(Pearson Correlation)太小,甚至出现负相关倾向(皮尔逊相关系数代表了两个变量之间的相关性强度,最大值为 1,最小值为 -1,数值越接近 1,则正相关性越强),复查原始样品,菌落总数最多的样品甚至是最不酸的之一。因此我们初步断定,微生物并非酸味的主要根源。


微生物测试


紧接着,我们把目光投向了无机酸,活性炭上常见的无机酸通常有:硝酸,盐酸,硫酸。

一些厂商会对活性炭进行酸洗,用来平衡活性炭酸碱度、洗脱杂质、或者优化吸附能力,因此活性炭上可能会留存无机酸根。因此,我们对'无机酸根浓度'与'酸味'进行相关性分析,结果证明:滤网发酸程度与各种无机酸根离子浓度相关性非常弱,因此活性炭酸洗工艺不是发酸的主要根源。


无机酸与酸味相关性非常弱

最后,我们将注意力放到了有机酸上,活性炭上常见的小分子有机酸包括:甲酸,乙酸,丙酸,丁酸,乳酸等。

在这一轮测试中,我们终于发现滤网发酸最大的嫌疑人 :乙酸——它的浓度与'酸味'的正相关性非常高 (丙酸虽然相关性高,但浓度很低)。


强相关的有机酸

三、乙酸究竟从何而来?

通过观察实验数据,我们发现全新夹炭布中破碎炭的乙酸浓度并不高,最多只有 40 μg/g,而经过使用,那些发酸的活性炭样品乙酸浓度会飙升至 1000 μg/g 甚至更高——这个浓度早已不容忽视,要知道普通环境下,若未改性的活性炭表面存在 500 μg/g 的甲醛,已经可以宣布报废。

对于活性炭,目前已知的乙酸来源有三个:

第一、来自于空净所处环境,大多数情况下,这仅占很小的一部分。

第二、活性炭表面富含存多种含氧官能团,比如羧基,内酯基等等,有的浓度高达几 mmol/g,这些含氧官能团可能会在湿氧环境下脱落生成乙酸。


活性炭表面可能存在的含氧官能团

第三、在活性炭在接近饱和时,其表面吸附的 VOCs(挥发性有机物)浓度约为所处环境的的 10^4 至 10^7 倍,如此巨量的 VOCs 在湿氧条件下可能会发生复杂的化学反应,其中产物之一就是乙酸——此时如果混入比表面积同样巨大且化学性质异常活跃的 颗粒,那么极可能加剧反应进程。

四、下一个问题是,为什么夹炭布发酸快且浓烈?

当我们回顾夹炭布的结构,会恍然大悟:夹炭布几乎就是为'发酸'量身定做的,首先相比如普通柱状炭,夹炭布中的碎粒炭拥有更大表面积,因此也会有更多的含氧官能团。其次,夹炭布中破碎炭紧贴 滤纸,VOCs、活性炭、含氧官能团、 颗粒四者水乳交融,协同反应不要进行的太快,乙酸自然源源不断。


五、明知道有酸味风险,为什么厂商要使用夹炭布呢?

答案很简单——为了'钱':

1. 使用夹炭布方案可以轻松'降低产品成本' :因为只需'碎炭',甚至只需'薄薄一层';

2. 使用夹炭布方案可以轻松'节约研发成本' :因为'方案成熟',可以省去可能长达数月甚至数年的'组合 - 打样 - 测试 - 推翻 - 分析 - 重新开始'的过程;

3. 使用夹炭布方案可以轻松'跑到更高的分' (会在实验室测得更高的 CADR值):更高的'分'可以在各种榜单\平台中获得推荐,容易受到普通消费者追捧,卖出远为更多的机器——普通消费者在下单之前,并不知道(甚至几乎都从未想过)一台净化空气用的机器,居然会在真实的使用中使得家里被酸臭笼罩。

而当消费者在使用后有了疑问,又会被'告知':

① '酸'味来自'醋酸',而'醋酸'是醋的主要成分,因而是安全的,因而你的酸味净化器是安全的

② 有'酸味'没关系的,滤网晾晒一下就好

(是的,使用夹炭布的厂商,还往往自行把用户反馈的'酸臭'简写'酸')

那么,实际上呢?

1. 酸臭味并非全部来自乙酸('醋'),尤其是其中臭味,应避免长期吸入——就像工业酒精尽管与茅台拥有同样的'主要成分'(乙醇,即'酒精'),但只有茅台才可饮用。

2. 滤网一旦酸臭,便无可能轻易解决——'晾晒'无法阻止乙酸的继续形成,滤网晒过也仍会继续酸臭下去。

六、我们的研发结论,以及对行业的建议:

在现有技术水平下,不要使用夹炭布。

也不要使用'夹凝胶颗粒布' 替代夹炭布——这种材料确实有部分厂商已经使用,但它们大多只对醛类有效。'甲醛'实际只是室内可能存在的数百种有害气体中的'一个',使用这种材料,综合去除能力会远远不如活性炭(甚至会低好几个数量级),从'全面洁净空气'角度讲,实际就是在'捡芝麻丢西瓜'。


使用多层滤网结构,使活性炭与 充分隔离,以遏制 与活性炭的反应,延缓发酸。

尝试多层金属架结构填装活性炭,它不仅可以替代,甚至还可超越夹炭布的除醛效果——甲醛 CADR 可以远超过国标的检测上限值 400m³/h。


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