在中國,'酸臭'的空氣凈化器越來越多,為什么?空氣凈化器真能除甲醛嗎?

在中國,'酸臭'的凈化器越來越多,為什么?
因為'錢'。
'那個酸臭味簡直了,之前六月份公司搬家,特地買的除甲醛版的,而且是 24 小時全天開機,根本不停,用不到一個月,就有一股非常明顯的酸臭味,每個到我辦公室的人都會問我是不是有吃的東西壞了,我。。。后來找了客服給我免費換了一個濾芯,半個月又有酸臭味了,現在根本不敢用閑置了'
近期看到越來越多關于'空氣凈化器發酸'吐槽,又出來一些看似客觀的'分析文章',非常無語。
我們始終認為,正面承認問題分析問題是解決問題的基礎。
惡意回避的、無恥忽悠的,至少請先閉上嘴巴。
我們一直不發聲,是因為我們也曾并不確定——所以我們聯合多家高校與研究所,在這兩年多研究成果基礎上,做了這些分析與建議——既給用戶,也給行業:
1. 酸味是什么?
2. 從哪里來?
3. 如何減輕甚至避免發酸?
歡迎指正。
一、事實
很早以前,行業內已經存在一個基本認識:'濾網發酸'表面看是技術問題,實際上,它是操守問題。
酸臭問題并不只存在某個特定機型,甚至某個品牌。
兩年前,我們不滿于行業對'凈化器為什么會發酸'的解釋一直流于表面,更尷尬于'不怎么發酸的除醛凈化器性能大多都差到了近乎沒用',于是開始就此深入研究,并持續實踐。
為了客觀性與普遍性,我們的測試所用濾網覆蓋多個品牌多個渠道,一些采購自線下市場,一些來自于電商平臺,還有一些則是工廠的打樣樣品。
結論非常明確,發酸的嚴重程度上,濾網材質從高到低依次是:夾炭布(重災區,應避開此類產品)> 柱狀炭 > HEPA(少到可忽略不計)
我們最早幫 HEPA 洗清了'發酸'嫌疑——無論是新的還是舊的 HEPA,都幾乎不發酸 ,長期使用只會有灰塵味。
HEPA: 一種將復合好的駐極聚丙烯熔噴纖維以及 PET 骨架布經過打折固定等工藝制作而成的濾網,它的作用是過濾固態污染物(諸如 ,花粉以及灰塵等),對于氣體幾乎沒有吸附性(相對于活性炭而言)。
HEPA濾網
柱狀炭: 行業使用最為廣泛的一類炭,常用規格為 2mm。通過長測,我們發現這種炭可能會在使用 3-4 個月 之后(24 小時長期使用)發出輕微酸味。
柱狀炭
夾炭布: 它的構成實際非常巧妙,可以簡單理解成:在 HEPA 中加入椰殼破碎炭,如果說 HEPA 是蘇打餅干,那么夾炭布就是蘇打夾心餅干——這個'心'自然就是夾炭布中的破碎炭,它的尺寸僅為 ,遠小于我們之前提過的 2mm 柱狀炭,如果我們將一個立方體切為四等份,那么它的表面積就馬上變成之前的兩倍,換句話說,由于夾炭布使用的破碎炭尺寸小于柱狀炭,因此比表面積大,吸附能力強。此外,夾炭布竟然還具備過濾 顆粒物的功效——簡直完美,可惜通過長測,我們發現,大部分夾炭布在使用 2 周后 就開始發酸,且酸味比柱狀炭劇烈得多 。
夾炭布
采用夾碳布的濾芯:活性炭與HEPA二合一
非夾碳布濾芯:活性炭與HEPA獨立
二、'酸味'究竟是什么?
我們在小組內對各種濾網進行嗅辨測試,按照酸味程度評分,0 分為沒有酸味,5 分為酸味最重。使用相關性分析法來研究各種懷疑參量與酸味之間的關系。
我們注意到全新含炭濾網幾乎沒有酸味——酸味總是隨著使用而產生,這種特質令人不禁聯想起微生物。
因此,我們將使用過的濾網進行微生物檢測,其結論是:'菌落總數、霉菌'與'酸味'相關性非常弱——它們的皮爾遜相關系數(Pearson Correlation)太小,甚至出現負相關傾向(皮爾遜相關系數代表了兩個變量之間的相關性強度,最大值為 1,最小值為 -1,數值越接近 1,則正相關性越強),復查原始樣品,菌落總數最多的樣品甚至是最不酸的之一。因此我們初步斷定,微生物并非酸味的主要根源。
微生物測試
緊接著,我們把目光投向了無機酸,活性炭上常見的無機酸通常有:硝酸,鹽酸,硫酸。
一些廠商會對活性炭進行酸洗,用來平衡活性炭酸堿度、洗脫雜質、或者優化吸附能力,因此活性炭上可能會留存無機酸根。因此,我們對'無機酸根濃度'與'酸味'進行相關性分析,結果證明:濾網發酸程度與各種無機酸根離子濃度相關性非常弱,因此活性炭酸洗工藝不是發酸的主要根源。
無機酸與酸味相關性非常弱
最后,我們將注意力放到了有機酸上,活性炭上常見的小分子有機酸包括:甲酸,乙酸,丙酸,丁酸,乳酸等。
在這一輪測試中,我們終于發現濾網發酸最大的嫌疑人 :乙酸——它的濃度與'酸味'的正相關性非常高 (丙酸雖然相關性高,但濃度很低)。
強相關的有機酸
三、乙酸究竟從何而來?
通過觀察實驗數據,我們發現全新夾炭布中破碎炭的乙酸濃度并不高,最多只有 40 μg/g,而經過使用,那些發酸的活性炭樣品乙酸濃度會飆升至 1000 μg/g 甚至更高——這個濃度早已不容忽視,要知道普通環境下,若未改性的活性炭表面存在 500 μg/g 的甲醛,已經可以宣布報廢。
對于活性炭,目前已知的乙酸來源有三個:
第一、來自于空凈所處環境,大多數情況下,這僅占很小的一部分。
第二、活性炭表面富含存多種含氧官能團,比如羧基,內酯基等等,有的濃度高達幾 mmol/g,這些含氧官能團可能會在濕氧環境下脫落生成乙酸。
活性炭表面可能存在的含氧官能團
第三、在活性炭在接近飽和時,其表面吸附的 VOCs(揮發性有機物)濃度約為所處環境的的 10^4 至 10^7 倍,如此巨量的 VOCs 在濕氧條件下可能會發生復雜的化學反應,其中產物之一就是乙酸——此時如果混入比表面積同樣巨大且化學性質異?;钴S的 顆粒,那么極可能加劇反應進程。
四、下一個問題是,為什么夾炭布發酸快且濃烈?
當我們回顧夾炭布的結構,會恍然大悟:夾炭布幾乎就是為'發酸'量身定做的,首先相比如普通柱狀炭,夾炭布中的碎粒炭擁有更大表面積,因此也會有更多的含氧官能團。其次,夾炭布中破碎炭緊貼 濾紙,VOCs、活性炭、含氧官能團、 顆粒四者水乳交融,協同反應不要進行的太快,乙酸自然源源不斷。
五、明知道有酸味風險,為什么廠商要使用夾炭布呢?
答案很簡單——為了'錢':
1. 使用夾炭布方案可以輕松'降低產品成本' :因為只需'碎炭',甚至只需'薄薄一層';
2. 使用夾炭布方案可以輕松'節約研發成本' :因為'方案成熟',可以省去可能長達數月甚至數年的'組合 - 打樣 - 測試 - 推翻 - 分析 - 重新開始'的過程;
3. 使用夾炭布方案可以輕松'跑到更高的分' (會在實驗室測得更高的 CADR值):更高的'分'可以在各種榜單\平臺中獲得推薦,容易受到普通消費者追捧,賣出遠為更多的機器——普通消費者在下單之前,并不知道(甚至幾乎都從未想過)一臺凈化空氣用的機器,居然會在真實的使用中使得家里被酸臭籠罩。
而當消費者在使用后有了疑問,又會被'告知':
① '酸'味來自'醋酸',而'醋酸'是醋的主要成分,因而是安全的,因而你的酸味凈化器是安全的
② 有'酸味'沒關系的,濾網晾曬一下就好
(是的,使用夾炭布的廠商,還往往自行把用戶反饋的'酸臭'簡寫'酸')
那么,實際上呢?
1. 酸臭味并非全部來自乙酸('醋'),尤其是其中臭味,應避免長期吸入——就像工業酒精盡管與茅臺擁有同樣的'主要成分'(乙醇,即'酒精'),但只有茅臺才可飲用。
2. 濾網一旦酸臭,便無可能輕易解決——'晾曬'無法阻止乙酸的繼續形成,濾網曬過也仍會繼續酸臭下去。
六、我們的研發結論,以及對行業的建議:
在現有技術水平下,不要使用夾炭布。
也不要使用'夾凝膠顆粒布' 替代夾炭布——這種材料確實有部分廠商已經使用,但它們大多只對醛類有效。'甲醛'實際只是室內可能存在的數百種有害氣體中的'一個',使用這種材料,綜合去除能力會遠遠不如活性炭(甚至會低好幾個數量級),從'全面潔凈空氣'角度講,實際就是在'撿芝麻丟西瓜'。
使用多層濾網結構,使活性炭與 充分隔離,以遏制 與活性炭的反應,延緩發酸。
嘗試多層金屬架結構填裝活性炭,它不僅可以替代,甚至還可超越夾炭布的除醛效果——甲醛 CADR 可以遠超過國標的檢測上限值 400m3/h。