防毒面具中新型滤毒罐吸附剂研究

目前，国内外过滤式防毒面具吸附剂普遍采用活性炭作为吸附剂。滤毒罐一种滤毒方式是依靠活性炭的物理吸附作用。另一种滤毒方式是化学滤毒，即活性炭中夹杂其他化学物质与毒气进行反应，但是这类过滤式防毒面具不可能一罐通用防御所有毒气，且无法重复使用造成资源浪费，滤毒不净会造成二次污染。所以，国内外专家都在尝试研究防毒面具滤毒罐里的新型吸附剂。海固学术前沿为您报道最新学术动态。

活性炭之所以会成为防毒面具中当仁不让的滤毒剂，与其自身多孔结构有很大关系。活性炭孔结构发达、微孔丰富、比表面积高、可吸附物质广泛。活性炭为黑色多孔固体，空隙无定形以碳为基本骨架，具有不同尺寸大小孔隙，其孔结构是由不同大小的单一粒子或由单一粒子聚集构成的超细粒子围绕而成的孔隙，它的表面结构为非极性表面 ，是疏水性和亲油性的非极性吸附剂，吸附容量较大 。此外，活性炭还具有耐高温 、耐腐蚀、导电、抗酸耐碱、化学稳定性好和生物相容性好等一系列优点。正是基于这个原因，活性炭也是处理挥发性有机物物理法中吸附法所使用的主要材料之一。但如没有彻底降解污染物，易产生二次污染。

为了解决光污染问题，人类开始想办法用催化降解技术代替传统的净化技术，光催化处理技术应运而生。这种方法是以二氧化钛（Tio2）为催化剂，利用光催化的方法氧化降解空气中的有机挥发物，不需要其他化学助剂，反应条件温和，而且最终产物通常只有二氧化碳和水，不会产生二次污染。这种技术使单纯的物理吸附转变为化学吸附，而且一边吸附一边分解 ，分解彻底 ，无二次污染 ，吸附材料寿命长，可长久使用。有机污染物可以通过光催化氧化过程快速分解 ，包括脂肪烃 、醇、醛、 酮、卤代烃、芳烃、硫醇及杂原子有机物等，美国环保局公布了九大类一百十四种有机物被证实可以通过光催化氧化处理 。除了这些优点以外，还具有抗菌和杀菌、防雾和自清洁能力。

二氧化钛的功能和特点都非常适合将其引入作为防毒面具滤毒罐的吸收剂材料。例如：二氧化钛的化学性质和光化学性质均十分稳定。在常温下，与其他化合物不发生作用 ，不溶于水和稀酸，微溶于碱和热硝酸 ，不与空气中的二氧化碳、二氧化硫 、氧气等发生反应 ；在生物化学上属于惰性物，不溶解、不水解 、不参与新陈代谢 ，没有急性或者慢性毒害作用 。从纳米二氧化钛的应用特点来讲也可以预计以二氧化钛作为吸附剂的防毒面具会在降解气体的通用性、重复使用性、降解的高效性以及防毒面具的性价比等方面一定会有所提高。整体性能会优于现有的基于活性炭的过滤防毒面具产品。

目前需要攻克的设计难题是：如何在滤毒罐中引入光源使二氧化钛发挥光催化剂作用，如何通过改变二氧化钛的粒径来提高其催化性能， 如何设计以二氧化钛作为吸附剂的新型滤毒罐。我们拭目以待，未来防毒面具滤毒罐由于有了新型吸附材料的应用，必然为守卫人类的健康发挥更大的作用！

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