陈运法 中国科学院过程工程研究所副所长

一、室内空气净化技术研究背景

2003 年-2004 年期间，我们国内公众已经意识到室内空气污染，有些是因为我们装修行业日趋繁荣，包括亚洲净化器平台也开始建立。2004 年的时候我们向科技部打了一个报告，希望从国家863 计划中关注室内空气净化技术的研究。从“十一五”、“十二五”到现在“十三五”，希望通过十五年的时间来完善我们室内空气包括居住环境方面的健康。“十三五”做规划时专家已经开始给我提出意见，已经不需要太多投入的阶段，需要进入标准化、规范化。

“十一五”期间我们希望从材料创新到强化技术，再到我们污染源的调查、分析，形成一些数据库，最终把材料和复合物结合起来，同时开始关注公共场所事件，形成产业化，那时候主要还是关注净化器。所以到“十一五”期间，我们全国组织了15 家科研单位来参加，到了“十一五”末期，因为各方面原因，这个研究进展成为科技部一个研究亮点。

“十二五”期间我们的想法有些变化。第一个变化是我们已经开始从测试净化到技术集成应用示范全套研究做了下来，我们开始考虑居室与典型公共场所一体化考虑问题。我们从VOC 到有害微生物，到超细颗粒物，因为室内PM2.5 和室外完全不一样，同时开始关注SVOC 的变化，开始关注材料和产业化技术，强化技术开发和组件。同时在新的评价方面我们关注二次污染，同时关注节能和降噪，以及健康风险的评估，包括我们一些测试设备，一些标准化和技术规范。

我们在“十二五”期间把上海建科院、河南建科院和中国建材院引进，希望把室内和通风系统和检测装备，和建筑的技术规范能够结合起来。三个研究院都有一些检测，上海建科院在室内检测，包括和室内建筑，通风系统、材料和绿色建筑化和节能减排做了很多工作。我们希望把室内空气净化标准结合在建筑标准里，中国建科院做了装备，希望在净化器上扩展到中央空调，包括单体空调和新风的换气系统，希望这样能够把原来材料开始考虑到净化器，到整个一个行业从检测到技术规范，到一些建筑标准，这是整个“十二五”的布局。

二、室内空气净化技术典型进展

1、检测技术与设备

无论是有害有毒气体、微生物检测、源解析，我们关注的是取样技术到取样设备、检测方法与规范，形成数据库。我们在全国选取不同的地方，南方以杭州为主，北方以北京、天津为主，根据不同的天气条件选择一些典型的场所来进行完善。同时考虑到将来的智能控制，我们加强了原位检测技术传感器、智能检测方案的研究。我们在SVOC 里面从取样到检测，我们从家庭开始，全杭州不同家庭新装修卧室卧房，已经装修了几年的，这样一些家庭污染物之间的关系，包括医院等，我们开始总结出了国家VOC 到SVOC 的一些东西，包括国外不同国家来比较。我们得到的结论是什么？实际上SVOC 是替代污染物多的，室内第一个标准就是室内颗粒污染物有两个特征。

第一个特征是基本上集中小于PM2.5 范围，甚至是1.0 以下的范围，另外它的颗粒物不单纯是硫酸盐，是一些微生物和污染物综合体系，加上室内我们打印机这些臭氧产生的二次污染物，这些更复杂，所以我们从这个角度开展了研究工作。

在传感器方面，我们最早做了化学传感器，每个传感器的成本在20 元以下，比较早做了电化学传感器、甲醛传感器，基本上能够达到国外水平，在北京建材城来看亚都做的和国外产品基本一致。建材院做的从60升到1 立方，到3 个立方，选材、设计、标准化我们做了一系列参数。同时我们还建了一个房子，房子里面的通风系统结合起来作为标准规范化，这些变成产品可以销售。

2、净化材料与组件

从材料上来讲，希望能够从吸附、催化技术来做这个研究，希望不要变成一个“羊肉串”的技术，一个材料对着一个成分，同时希望能够减少吸附类材料的应用，提升应用性能、复合耦合功能、量产技术，希望增加设备的寿命，我们在这方面做了工作。

比如说用粘土吸附材料增加VOC 的吸附量。PCH 是浙江大学做的，他们做得很好，已经产业化了，包括我们开发了一些新的金属铬，吸附得很好，湿度都有很好的影响。我们做到甲醛室温下完全分解成二氧化碳和水，现在海尔空调里面都能看到。

抗菌材料方面各式各样，我们希望考虑公共场所，比如地铁越来越多，这种场所如果我们突发性微生物事件我们怎么办？当时有一个要求就是能不能像灭火器一样？这边我们喷一些东西能够迅速解决，所以这是我们的任务。我们控制在10 个纳米以下，可以通过不同的元素掺杂，对不同的微生物有很好的作用。这样的技术我们可以做成粉体还可以做成浆料，这样能够把微生物上做一些东西。

光催化我们希望通过不同的形状和结构做成一个组件式的建设，期望能够在一些金属组件上找。我们开发了一个汽车内的催化组件，目前已经有一些产品。技术方面我们希望把吸附等离子体一体化，做一些强化手段，希望和不同产品的产业化结合。

到了空调主要是美的在做，美的做的事情基本集中在几个方面。第一，除尘、除菌，除菌我们用一些离子液体，是可以把有机物耐溶温度提高到三十度以上，可以过滤材料。同时除尘方面我们有一些驻极材料。把甲醛的组件二氧化碳用到，以及其他的滤网，涉及到除尘空调。

到了“十二五”末期我们在想一件事情，从家庭到公共场所，还有一个问题是污染的防治，室内空气也好，公共场所也好，从污染怎么能过度到我们真正的居住环境和工作场所的空气品质的控制？所以你污染物严重达标，并不一定舒适。这里面又涉及到很多碳的问题，所以我们现在又增加了对碳的转化问题。同时可能有湿度问题，所以也有一些调湿功能。另外我们把甲醛解决了，苯系物现在看来还是要吸附，尤其是国家新的标准以后，强调了净化量、新风量。苯系物能不能实现催化解决它的吸附问题？包括室内特有的PM10，包括微生物控制技术。还有过滤介质，如何能够再生会更好。同时效能和二次污染，包括我们中心检测的同时能够给用户提供技术规范和二次污染标准，我们开始考虑SVOC，健康效应，形成机制。

另外一块是污染源上来讲，过去我们关注的是以建材和装饰相关的，我们叫做静态污染。其实这个污染物靠我们建材绿色化是可以解决的。随着绿色化，动态污染物，我们生活习惯产生的污染物和我们SVOC 越来越集中，尽管量很少，但是污染很重，尤其是SVOC 方面我们做了很多结果。另外商业成品和商业之间的问题，降低成本，我们从这些方面考虑，也考虑将来有互联网的情况下，你怎么能够和互联网结合智能化？原来是电化学传感器，能不能有一些改进？

三、未来思考

“十三五”我们把这个课题一分为二，微生物的治理、新型材料，完全要开发一些新型材料，特别是新材料，这个课题下个月启动。另外一个课题是产业化检测，下个月发《指南》。

中央空调系统还是根据风机盘管组建的设计，中央空调里面我们要解决一个问题，不同建材上的流速还有静电除尘问题。用一些静电、等离子电，如果把后边的催化和这个结合起来做功能耦合是很好的，催化做了很好的工作，包括在宁波也实现了产业化，在上海的课车上也应用了一些，这样能够把材料和强化手段，和整体的系统东西结合起来。

我们在材料成分不增加的情况下，能不能做些创新性的研究？我给大家举一个例子，锰材料在VOC 催化方面，我们如果调成不同组织结构，一维到三维，我们对苯的吸附T9，到300 度到200 度，通过这样一些创新就基本上能够达到和贵金属相当的水平。我们这样一个进展就是我们能够在氧化物结构的设计里取代贵金属，所以我们希望在“十三五”期间能够把甲醛的模块和苯系物模块植入出来，真正能够去吸附。

“十三五”期间，还有一块内容必须加强，就是餐饮。不管是北京、上海怎么做源解析，餐饮对于大气污染的贡献怎么都超过了8%。“十三五”期间下一个《指南》，餐饮专门列了4 千万。这对于我们来讲催化剂和机制组建，最大问题就是处理当中热膨胀系数之间差距很难做，所以我们开发了一个燃烧平台，能够在金属材料上直接做，有这样一个催化剂，可以看到热量各方面能耗。

另外是传感器的小型化，希望能够从电化学到半导体氧化，但是半导体氧化物现在有一个很大的问题，德国现在也能够在手机里面加一些功能，目前障碍是响应时间和选择性，所以你看到这二十年发展下来以后有一个什么问题？大家都关注纳米，怎么把它变小？怎么能把它变成不同的结构？基本二十年没有进展。所以我们最近在考虑，从力度上你怎么去区分？是不是传感器这些功能和它的缺陷有关系？我们提出缺陷的模型，我们经过最近的发展，任何一个贵金属里面我们完全关联和缺陷相关。

我们从2003 年开始，这个项目研究水平，传感器研究水平达到国内包括国际上最高水平，没有贵金属。所以我希望通过这样的材料来做，这就有一个问题，这个团队基本上还是从材料组件到性能方面，虽然结合了一些企业去做一个产业，但相对大家听完我这个报告还是学者型比较多，我们和产业界合作的不是特别密切，尽管这个项目列到全国科技展会国家创新典型产品的“十二五”。

我希望能借助金桥会议这个平台，通过产研院帮我们在上海建立一个与更多企业合作交流的平台。