1、 中 国 建 筑 材 料 协 会 标 准CBMFCBMF 空气净化用光催化有机纤维产品Photocatalyst-loaded organic fibers for air purification (征求意见稿编制说明)“空气净化用光催化有机纤维产品”标准修定工作组协会标准编制说明空气净化用光催化有机纤维产品1. 前言光催化材料是最有前途的新型环保材料之一，其利用太阳能可有效降解有机污染物，主要应用于环境保护，这种新的污染治理技术具有操作简单、无二次污染、效率高、能耗低等优点，可产生极大的社会与经济效益。目前研究较多的光催化材料有 TiO2，ZnO，CdS，WO 3，Fe 2O3 等。其中二
2、氧化钛的光催化性能好，性质稳定，尤其是对人体无害的特性而被公认为是最有应用和发展前景的光催化材料之一。迄今为止，已经发现有 3000 多种难降解的有机化合物可以在紫外线的照射下通过纳米 TiO2 而迅速降解为 CO2、H 2O 等无害物质。光催化有机纤维产品解决了光催化剂容易团聚且难以回收的问题，由面催化转为体催化提高了催化活性，可应用于空气净化领域，包括雾霾防治、废气处理、室内净化等，解决生活、工业等空气问题。然而，空气净化用光催化有机纤维产品没有标准化的测试和评价方法。建立符合我国环境条件和实际应用的空气净化用光催化有机纤维产品标准，不但可以提升光催化有机纤维产品的技术含量，而且还可推动光
3、催化有机纤维产品及其产业的健康发展。2. 工作简况2.1 任务来源随着光催化有机纤维产品应用于空气净化的发展，行业缺少适用的标准化测试和评价方法。根据中国建筑材料联合会“关于下达 2017 年第一批协会标准制订计划的通知” （中建材联标发201740 号） ，协会标准空气净化用光催化有机纤维产品 （计划编号：2017-04- xbjh）由中国建筑材料联合会负责技术归口，由杭州同净环境科技有限公司、中国感光学会光催化专业委员会、广东省微生物分析检测中心、杭州禹净环境科技有限公司、浙江理工大学、中国科学院理化技术研究所等单位负责起草。2.2 工作过程本标准编制工作于 2017 年 5 月立项，标准
4、立项后，起草单位成立了标准编制工作组，工作组人员对标准内容进行充分理解，并结合光催化有机纤维产品的空气净化特性和产业发展的实际情况，讨论起草了标准初稿，2017 年 8 月 15日，标准起草工作组工作会议在杭州召开，标准工作组对初稿进行了逐条讨论修改，形成了工作组讨论稿。根据工作组讨论意见进行试验，并且根据试验结果进行了第二次修改，形成了空气净化用光催化有机纤维产品的标准体系，形成本征求意见稿。标准起草单位按标准草案进行试验验证工作，对测试有机纤维种类、空气净化有机污染物种类、浓度、净化时间和脱落率进行了讨论和实验验证，证明该标准草案符合我国国情，具有可操作性，切实可行。2.3 参加单位、人员
5、及分工本标准的牵头起草单位是杭州同净环境科技有限公司、中国感光学会光催化专业委员会；参与起草单位有广东省微生物分析检测中心、杭州禹净环境科技有限公司、浙江理工大学、中国科学院理化技术研究所。具体分工方面：杭州同净环境科技有限公司、中国感光学会光催化专业委员会负责项目召集，标准总体方案制定，标准撰写等工作；广东省微生物分析检测中心负责方法验证试验和方法的改进等；杭州禹净环境科技有限公司、浙江理工大学、中国科学院理化技术研究所主要提供测试用样品、样品的性能主要参数分析、对草案提出建议等工作。3标准的编制原则和主要内容空气净化用光催化有机纤维产品标准的制定要充分考虑我国空气净化用光催化有机纤维产业的
6、发展现状，符合国情，以“技术先进，符合国情 ”为原则，通过设定的试验验证，力求本标准先进可行、易于操作，符合产业标准化的发展方向。3.1 光源参考国家标准“GB/T 23761-2009 光催化空气净化材料性能测试方法” ，本标准使用的光源有两种，依据光催化材料测试要求而定。当测试光催化材料的紫外光催化性能时，使用紫外光源。紫外光源由主波长为 365 nm、功率为 8 W的四只管状紫外灯提供；当测试光催化材料的室内光催化性能时，使用主波长为 400 nm760 nm、功率为 8 W 的四只管状荧光灯。四只灯平行固定在光路窗口的上方，每只灯管的间距为 2 cm3 cm。光在样品表面各点照度的测量
7、用适合波长范围的光照度计测量。测试时，标识出样品表面的两条对角线，测试每条对角线上相等间隔的 5 个点的光照强度，每点光照强度的平均值应为 1 mW/cm20.1mW/cm2，同时保证灯与样品最小距离不小于 5 mm。照度计要求：=320 nm400 nm， P=365 nm，精度 5%，测定范围：0.1 W/cm2199 mW/cm2。注：当样品表面的光照强度低于要求时，适当调整灯管与样品表面的距离，当无法满足要求时，应更换灯管。3.2 光照时间光催化有机纤维产品在光照射激发条件下产生催化作用，发生氧化还原反应，分解空气中的有机污染物，此过程需要一定的时间。轻工行业标准“QB/T 2761-
8、2006 室内空气净化产品净化效果测定方法”对空气净化产品的测试时间采用 24 小时，因此本标准测试的光照时间采用 24 小时。3.3 有机污染物及浓度空气中的有机污染物成分复杂，其中甲醛对人体健康的影响很大，具有强烈的致癌和促癌作用，而总挥发性有机化合物（TVOC）是三种影响室内空气品质污染中影响较为严重的一种。测试有机污染物种类及浓度参照行业标准“QB/T 2761-2006 室内空气净化产品净化效果测定方法” ，在本标准中测试甲醛和 TVOC，具体测试起始浓度需要在报告中标出。3.4 脱落率光催化有机纤维产品为负载有光催化剂的空气净化用产品，为了确保其光催化效果的稳定性，本标准中需要光催
9、化有机纤维产品光催化剂的脱落率维持在较低值。4. 试验分析综述本项目我们共征集 6 个样品。首先在杭州同净环境科技有限公司的实验室进行样品的初步验证试验，样品参照轻工行业标准“QB/T 2761-2006 室内空气净化产品净化效果测定方法”中的测试方法，并且增加主波长为 365 nm、功率为 8 W 的四只管状紫外灯持续照射 24 h，照射过程中风扇不关闭。结果表明在设定的条件下，光催化有机纤维产品均具有空气净化的效果。另外对 6 个样品测试其脱落率，经过初步试验，采用 20L 水的洗衣机，发现该 6 个光催化有机纤维产品的脱落率较低。 随后广东省微生物分析检测中心对 6 个样品采用相同条件进
10、行测试其光催化活性和脱落率。人员间比对结果重复性较好，验证了方法的可行性，表明可靠性高，重现性好。然后，对 6 个样品采用紫外光照条件进行测试光催化活性和脱落率，在 3个实验室间进行。结果表明：3 家实验室测试的重现性较好，结果相差在误差范围内（实验误差在 15%以内） ，试验方法的稳定性好，符合实验的相关要求。4.1 光催化活性和脱落率试验结果表 1 不同样品的光催化活性去除率 /%样品甲醛 TVOC样品 1 91.3 93.6样品 2 87.2 89.5样品 3 88.7 89.9样品 4 82.9 84.1样品 5 84.8 87.5样品 6 91.5 92.3表 2 不同样品的脱落率样
11、品 脱落率 /%样品 1 0.80样品 2 0.91样品 3 0.36样品 4 0.73样品 5 0.56样品 6 0.924.2 人员间比对试验起草单位检测人员依据标准草案进行了人员间试验，以考核实验方法的重复性，经过实验证明不同的检测人员对同一样品测试结果的再现性较好。人员比对测试结果见表 3。同时实验室人员对相同样品进行重复性检测，检测结果表明重复性较好，重复性结果见表 3。表 3 不同检测人员的比对试验去除率 /%（甲醛）样品实验人员 A 实验人员 B 实验人员 C 实验人员 D样品 1 91.3 90.1 92.6 89.9样品 2 87.2 86.8 88.0 87.7样品 3 8
12、8.7 87.5 89.7 89.3样品 4 82.9 83.5 81.2 80.8样品 5 84.8 83.3 85.9 84.2样品 6 91.5 89.4 92.5 90.34.3 实验室间比对实验同时依据本标准方法，本实验室与浙江理工大学、广东省微生物分析检测中心进行了实验室间的比对实验。比对实验结果表明，对同一样品的检测结果相同，标准的再现性较好，说明本标准具有较好的再现性。表 4 实验室间比对试验样品 测试项目 A 实验室 B 实验室 C 实验室甲醛去除率/% 91.3 85.4 91.5TVOC 去除率/% 93.6 89.7 93.9样品 1脱落率/% 0.80 0.85 0.
13、82甲醛去除率/% 87.2 86.9 88.7TVOC 去除率/% 89.5 88.6 89.8样品 2脱落率/% 0.91 0.86 0.88甲醛去除率/% 88.7 87.6 88.5TVOC 去除率/% 89.9 88.5 90.1样品 3脱落率/% 0.36 0.44 0.43甲醛去除率/% 82.9 83.1 83.7TVOC 去除率/% 84.1 84.6 86.4样品 4脱落率/% 0.73 0.77 0.80甲醛去除率/% 84.8 83.6 86.2TVOC 去除率/% 87.5 85.3 88.3样品 5脱落率/% 0.56 0.47 0.63甲醛去除率/% 95.1 8
14、9.4 93.3TVOC 去除率/% 92.3 91.5 94.5样品 6脱落率/% 0.92 0.89 0.995. 涉及专利情况本标准不涉及专利。6. 产业化情况、推广应用论证和预期达到的经济效果等情况光催化空气净化材料已经得到了较好的应用，相关技术也逐步成熟，近年来空气净化用光催化有机纤维产品也获得了一定的发展，开始进行市场推广工作。制定本标准可使市场有法可依，有章可循，规范产业有序竞争和发展，对维护消费者的权益提供法制手段的保障。本标准实施后，可规范市场，引导消费，使消费者物有所值，是本标准提出并制定的出发点。市场经济是法制经济，假冒伪劣产品充斥市场的现象要靠法制手段来打击。空气净化用
15、光催化有机纤维产品在我国尚属起步和推广阶段，制定本标准可使市场有法可依，有章可循，对维护消费者的权益提供法制手段的保障。我国的空气净化用光催化有机纤维产品市场空白，消费者、生产厂家都对其半信半疑、正在观望，该标准的建立对促进我国空气净化产业市场的健康发展将起到积极的作用。标准化的过程是一个动态过程，制定本标准后，可从执行中发现问题，解决问题，不断修改更新，对建立我国的空气净化用光催化有机纤维产品标准化体系将起到示范作用。7. 国内国际标准对比情况目前，国际上还没有发布空气净化用光催化有机纤维产品标准，国家标准“GB/T 2376-2009 光催化空气净化材料性能 测试方法”和行业标准“QB/T
16、 2761-2006 室内空气净化产品净化效果测定方法”已经发布，有关操作步骤可以供参考，本标准主要集中在有机纤维产品光催化活性和光催化剂脱落率的调研和确定上。本标准与 GB/T 23761-2009、QB/T 2761-2006 相比，主要适合于光催化有机纤维产品的空气净化测试，测试空气中有机污染物主要限定于甲醛和TVOC，增加紫外灯光源。8. 与现行相关法律、法规、规章及相关标准的协调性目前我国还没有光催化有机纤维的空气净化性能测试方法和评价标准，仅有 1 个光催化空气净化标准，是 “GB/T 2376-2009 光催化空气净化材料性能 测试方法”，空气净化用光催化有机纤维产品的制定和实施
17、，能够完善光催化有机纤维产品的标准体系，而且目前光催化有机纤维产品的测试标准没有强制性标准，本标准符合现行的相关法律、法规要求。9. 重大分歧意见的处理经过和依据本标准在征求意见过程中无重大分歧。在征求意见阶段专家提出的意见大部分采纳，部分未采纳意见均已和专家说明并得到同意。10. 标准性质的建议说明：建议标准性质为推荐性标准。11. 贯彻标准的要求和措施建议本标准确定的指标符合大多数企业的实际情况。该标准可直接在行业内大多数企业贯彻实施。本标准可提高相关行业的技术水平，建议尽早实施。12. 废止现行相关标准的建议无。13. 致谢本标准的制定过程中，标准制定工作组查阅了国内外相关的标准和技术资料，对国内部分科研单位进行调研，广泛征求意见。在此期间，工作组得到了各方面许多专家和领导的支持和帮助，在此衷心表示感谢！由于受经费、时间以及其他条件所限，工作中可能存在的问题，希望各位专家和领导批评指正。
