GB/T 27870-2011 净化空气用光催化剂

　　ICS 71. 100. 40 G 74

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 27870—2011

　　净化空气用光催化剂

　　Photocatalystforairpurification

　　2011-12-30发布 2012-09-01实施

　　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T 27870—2011

　　前 言

　　本标准按照 GB/T 1. 1—2009给出的规则起草 。

　　本标准由国家发展和改革委员会提出 。

　　本标准由全国环保产品标准化技术委员会(SAC/TC275)归 口 。

　　本标准起草单位 : 国家环保产品质量监督检验中心 、福州大学光催化研究所 、中国标准化研究院 、广州市华之特奥因特种材料科技有限公司 、上海沪正纳米科技有限公司 、东莞市明天纳米科技有限公司 、清世界(沈阳)环保设备科技有限公司 、北京绿源立佳环保科技有限公司 、内蒙古田美科技开发有限责任公司 、北京净万家环保科技有限公司 。

　　本标准主要 起 草 人 : 乔 炜 、付 贤 智 、黄 进 、刘 平 、李 杰 、赵 树 凯 、刘 欣 、刘 亮 、戴 文 新 、张 岩 、温 丽 云 、秦丽 、杨忠辉 、陈焕光 、李学成 、梁斓 、劳秀芝 、刘振宇 、周家君 、唐秋生 。

　　Ⅰ

　　GB/T 27870—2011

　　净化空气用光催化剂

　　1 范围

　　本标准规定了净化空气用液态光催化剂的主要技术要求 、试验方法 、检测规则 、标志 、运输与贮存 。本标准适用于对室内空气污染物有清除作用的液态光催化剂 ,不适用于其他类型光催化剂制品 。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件对于本文件的应用是必不可少的 。凡是注 日期的引用文件 ,仅注 日期的版本适用于本文件 。凡是不注日期的引用文件 ,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 。

　　GB/T 6680 液体化工产品采样通则

　　3 术语和定义

　　下列术语和定义适用于本文件 。

　　3. 1

　　净化空气用光催化剂 photocatalystforairpurification

　　净化空气用光触媒

　　在光照射下 ,能够改善(或增强)空气中污染物降解(或分解)的化学反应速率 ,而本身的物理和化学性质不发生变化的物质 。

　　3. 2

　　光催化反应 photocatalyticreaction

　　在光催化剂作用下进行的化学反应 。

　　3. 3

　　光催化去除率 removalration byphotocatalysis

　　光照条件下 ,污染物经过光催化反应后浓度下降的百分数 。

　　3. 4

　　净化性能稳定性 performancestability ofphotocatalystforairpurification

　　光催化剂在高浓度污染物的环境中经长时间光照处理后 ,测得的光催化去除率与第一次试验时测得的光催化去除率的比值 ,用百分数表示 。

　　4 技术要求

　　4. 1 外观

　　质地均匀 ,无分层 。

　　4. 2 理化指标

　　净化空气用光催化剂质量应符合表 1 的要求 。

　　1

　　GB/T 27870—2011

　　表 1

　　检 验 项 目

　　指 标

　　耐热耐寒a

　　耐热

　　(40±1) ℃保持 24h,恢复至室温后无分离现象

　　耐寒

　　-5 ℃ ~-10 ℃保持 24h,恢复至室温后无分离现象

　　光催化性能

　　乙醛

　　去除率/%

　　≥90

　　净化性能稳定性/%

　　≥80

　　苯

　　去除率/%

　　≥80

　　净化性能稳定性/%

　　≥80

　　a 当样品有特殊储存要求时 ,耐热耐寒不适用 。

　　5 试验方法

　　5. 1 耐热耐寒

　　5. 1. 1 耐热

　　5. 1. 1. 1 仪器

　　5. 1. 1. 1. 1 恒温培养箱 : ±1 ℃ 。

　　5. 1. 1. 1. 2 试管 :ϕ20 mm×120 mm。

　　5. 1. 1. 2 步骤

　　将试样分别倒入两支 ϕ20 mm×120 mm 的试管内 ,使液面高度约 80 mm ,塞上干净的胶塞 ,把 一支待检的试管置于预先调节至(40±1) ℃的恒温培养箱内 。 24 h 后取出 ,恢复至室温后与另一试管的试样进行目测比较 。

　　5. 1. 2 耐寒

　　5. 1. 2. 1 仪器

　　5. 1. 2. 1. 1 冰箱 :温控精度 ±2 ℃ 。

　　5. 1. 2. 1. 2 试管 :ϕ20 mm×120 mm。

　　5. 1. 2. 2 步骤

　　将试样分别倒入两支 ϕ20 mm×120 mm 的试管内 ,使液面高度约 80 mm ,塞上干净的胶塞 ,把 一支待检的试管置于预先调节至 -5 ℃ ~-10 ℃的冰箱内 。24h后取出 ,恢复至室温后与另一试管的试样进行目测比较 。

　　5. 2 光催化性能

　　按附录 A测定 。

　　2

　　GB/T 27870—2011

　　6 检验规则

　　6. 1 组批

　　产品以一次生产数量为一批 ,产品按批进行抽检 。

　　6. 2 检验分类

　　产品检验分为出厂检验和型式检验 。

　　6. 3 采样方式

　　每批产品随机按 GB/T 6680规定的采样方法采样 250 mL,混匀后的样品一分为二 ,作为检验和备用样 。

　　6. 4 出厂检验

　　6. 4. 1 每批产品在分包出厂前均要进行出厂检验 。

　　6. 4. 2 出厂检验项目为本标准规定的外观 、耐热 、耐寒 。

　　6. 5 型式检验

　　6. 5. 1 型式检验项目包括本标准要求的全部项 目 。

　　6. 5. 2 有下列情形之一时 ,应进行型式检验 :

　　— 产品检定和批量生产前 ;

　　— 当工艺和原材料有较大改变可能影响产品质量时 ;

　　— 正常情况下每年一次 ;

　　— 停产一年以上重新恢复生产时 ;

　　— 本次出厂检验结果与上次型式检验结果有较大差异时 ;

　　— 国家质量监督检验机构提出进行型式检验要求时 。

　　6. 6 判定规则

　　经检验有不合格项 目 ,应加倍抽取样品重新进行检验 ;若检验结果仍有不合格项 目时 ,则判定该批产品为不合格品 。

　　7 标志、运输与贮存

　　7. 1 标志

　　7. 1. 1 产品的包装容器上应涂刷牢固清晰的标志 , 内容包括 :生产厂名 、厂址 、产品名称 、商标 、产品组分 、产品的规格型号 、生产日期或批号 、有效期 、净含量 、产品执行标准 、适用范围 。

　　7. 1. 2 每批出厂的产品应附有质量检验合格证 。

　　7. 2 运输

　　运输过程中应防止雨淋 、曝晒 , 防止重压 、摔撞及倒置 ,并应有明显标志 。

　　7. 3 贮存

　　产品应存放在通风 、干燥 、防止日光直射的地方 。

　　3

　　GB/T 27870—2011

　　附 录 A

　　(规范性附录)

　　光催化性能的检验方法

　　A. 1 范围

　　本方法适用于液态光催化剂光催化性能的检验 。

　　A. 2 测试原理

　　本方法是将光催化剂置于含有污染物的空气中 , 在紫外光照射下 , 以获得光催化剂净化空气的性能 。测试时选取乙醛 、苯为污染物 。反应气一次通过光催化反应器 ,此时光催化反应器中的样品在光照作用下氧化分解污染物 ,通过光催化反应器进口和出口处污染物的浓度来计算光催化性能 。

　　A. 3 检验装置系统

　　A. 3. 1 检验装置示意图

　　检验装置系统由反应系统和分析系统组成 ,检验装置示意图见图 A. 1所示 。

　　单位为毫米

　　图 A. 1 检验装置示意图

　　4

　　GB/T 27870—2011

　　A. 3. 2 反应系统

　　A. 3. 2. 1 反应系统组成

　　反应系统由反应气供应 、光源 、光催化反应器组成 。 由于污染浓度很低 , 因此构成反应系统的材料应满足低吸附性和抗紫外的要求 。

　　A. 3. 2. 2 反应气供应

　　A. 3. 2. 2. 1 污染物标气

　　乙醛标准气体 :浓度为 100 mL/m3 ,稀释气为氮气 。

　　苯标准气体 :浓度为 1 000 mL/m3 ,稀释气为氮气 。

　　A. 3. 2. 2. 2 氧气

　　纯度大于 99. 99% 。

　　A. 3. 2. 2. 3 反应气配制

　　调节污染物标气和氧气的质量流量控制器 , 乙醛为污染物时 , 乙醛的浓度控制在 20 mL/m3 ,反应气的流量控制在(100±5)mL/min。苯为污染物时 ,苯的浓度控制在 10 mL/m3 ,反应气的流量控制在(150±7)mL/min。

　　A. 3. 2. 3 光催化反应器

　　光催化 反 应 器 为 一 个 全 封 闭 的 长 方 型 反 应 器 , 其 内 部 装 有 长 为 ( 200± 0. 5) mm、宽 为(100±0. 5) mm 的试验片 。试验片材质为玻璃 ,涂覆面经磨砂处理 ,放置于支撑块上 。支撑块上方有一与其平行的材质为石英玻璃或硼玻璃的光路窗 口 ,反应器外部的紫外线通过窗口照射到试验片表面 ,调节支撑块的高度使试验片与窗口之间的距离为 5 mm。

　　A. 3. 2. 4 光源

　　光源由主波长为 365 nm、功率为 8 W 的四支管状紫外灯提供 。 四支灯平行固定在光路窗 口 的上方 ,每支灯管的间距为 2 cm~ 3 cm。测试时 ,取样品表面的两条对角线上相等间隔的 5个点 ,保证每个点的主波长 365 nm 光照度的平均值应为(1±0. 1) mW/cm2 。

　　A. 3. 3 分析系统

　　A. 3. 3. 1 检验仪器

　　气相色谱仪 :配氢火焰离子化检测器 。

　　A. 3. 3. 2 色谱柱

　　根据测试的污染物不同选择不同的色谱柱 :

　　a) 乙醛为污染物时 : Porapak Qs(硅烷化的乙基乙烯苯 、二乙烯苯共聚物)固定相 ,2 m×3 mm 的不锈钢色谱柱 ,或相当者 ;

　　b) 苯为污染物时 :涂层 为 聚 乙 二 醇 20 M 石 英 毛 细 管 柱 , 30 m × 0. 25 mm , 膜 厚 0. 5 μm , 或 相当者 。

　　5

　　GB/T 27870—2011

　　A. 3. 3. 3 色谱条件

　　A. 3. 3. 3. 1 乙醛为污染物时 :

　　a) 柱温 :80 ℃ ;

　　b) 进样口温度 :150 ℃ ;

　　c) 检测器温度 :150 ℃ ;

　　d) 进样量 :1 mL;

　　e) 载气流速 :65 mL/min。

　　A. 3. 3. 3. 2 苯为污染物时 :

　　a) 柱温 :60 ℃ ;

　　b) 进样口温度 :150 ℃ ;

　　c) 检测器的温度为 :150 ℃ ;

　　d) 进样量 :1 mL;

　　e) 载气流速 :1. 0 mL/min。

　　A. 4 检验步骤

　　A. 4. 1 概述

　　检验步骤包括样品预处理 、测试准备 、暗吸附 、光照反应等过程 。 暗吸附时间为 30 min,若样品未达到吸附饱和可适当延长时间 ,光照反应时间为 3 h。

　　A. 4. 2 样品预处理

　　将 2. 0 mL光催化剂均匀喷涂到试验片上 , 自然风干或置于烘箱中 80 ℃烘干 ,进行光催化性能试验前 ,将试验片置于紫外灯下 ,辐照强度不小于 1 mW/cm2 ,光照 16h 以上以去除光催化剂中所吸附的有机物 。

　　A. 4. 3 测试准备

　　A. 4. 3. 1 调节反应物浓度

　　分别调节污染物标气和氧气的流量 ,控制反应气中乙醛的浓度为 20 mL/m3 (苯为 10 mL/m3 ) ,反应气流量为 100 mL/min(苯为 150 mL/min) 。利用色谱仪检验反应气进气中污染物浓度 ,直至连续三次测试值的偏差小于 2% 。

　　A. 4. 3. 2 温度调节

　　调节室内温度为(25±3) ℃ ,平衡 4 h后方可进行试验 。

　　A. 4. 3. 3 安装试验片

　　将试验片平放于光催化反应器的支撑块上 ,调节高度使光照强度和试验品与光路窗 口 的距离达到A. 3. 2. 3 和 A. 3. 2. 4 中的要求 。盖上光路窗 口 ,密封光催化反应器 。

　　A. 4. 4 暗吸附

　　每隔 15 min测 试 出 口 处 的 污 染 物 浓 度 , 出 口 处 污 染 物 浓 度 等 于 进 气 中 的 乙 醛 浓 度 时 即 可 。 若30 min后污染物的出口浓度仍低于进气浓度 ,则继续在暗条件下通入反应气 ,直至出 口浓度三次测试

　　6

　　GB/T 27870—2011

　　值的偏差小于 5% , 以此时污染物的出口浓度的平均值作为光照前的污染物的起始浓度 。

　　A. 4. 5 光催化去除率检验

　　A. 4. 5. 1 浓度测试

　　暗吸附结束后 ,继续通入反应气 ,打开紫外灯 ,每隔 15 min测试出口气中污染物浓度 。光催化反应进行 3 h,取反应最后 1 h 的平均值(3个数值以上的平均值)为污染物出口处浓度 。

　　A. 4. 5. 2 停止光照过程

　　停止光照 ,继续通气 30 min,在此期间测试出口污染物浓度 ,污染物浓度应与光照前的平衡浓度相差不超过 5% 。

　　A. 4. 6 净化性能稳定性试验

　　A. 4. 6. 1 净化乙醛性能稳定性试验

　　调整乙醛的浓度为试验时的 5倍 ,打开紫外灯 ,在光催化反应器中反应 24 h。样品经此处理后 ,调整反应气中乙醛的浓度为 20 mL/m3 ,重复 A. 4. 4~A. 4. 5 的试验过程 。

　　A. 4. 6. 2 净化苯性能稳定性试验

　　在 A. 4. 4结束后 ,继续通入反应气光照 24h后 ,每隔 15 min测试出 口气中污染物浓度 ,待出 口污染物浓度稳定后 ,取反应最后 1 h 的平均值(3个数值以上的平均值)为污染物出口处浓度 。

　　A. 5 结果计算

　　A. 5. 1 三次测试值偏差按式(A. 1)计算 :

　　E

　　式中 :

　　E — 出 口浓度三次测试值偏差 , % ;

　　CAn — 第 n次污染物的测试值 ,单位为毫升每立方米(mL/m3 ) ;

　　CAa — 三次测试结果的算术平均值 ,单位为毫升每立方米(mL/m3 ) 。

　　A. 5. 2 污染物的光催化去除率按式(A. 2)计算 :

　　Pr …………………………( A. 2 )

　　式中 :

　　Pr — 污染物光催化去除率 , % ;

　　CAP0 — 光照前污染物的出口浓度 ,单位为毫升每立方米(mL/m3 ) ;

　　CAP — 光照下污染物的出口浓度 ,单位为毫升每立方米(mL/m3 ) 。

　　A. 5. 3 光催化剂的稳定性按式(A. 3)计算 :

　　D …………………………( A. 3 )

　　式中 :

　　D — 净化性能稳定性 , % ;

　　GB/T 27870—2011

　　GB T 27870 2011

　　— /

　　Pr — 污染物光催化去除率 , % ;

　　prs— 经稳定性试验后的污染物光催化去除率 , % 。

　　A. 6 结果表示

　　A. 6. 1 当光照下污染物出口浓度为未检出时 ,污染物的光催化去除率报出结果表示为大于 90% 。

　　A. 6. 2 当光照下污染物出口浓度为未检出时 ,计算其稳定性时 , 以 Pr等于 90%代入式(A. 3) 进行计算 ,若计算值大于 100%时 ,净化性能稳定性检验结果表示为大于 80% 。

　　A. 6. 3 经过稳定性试验后 ,污染物出口浓度为未检出时 ,净化性能稳定性检验结果表示为大于 80% 。