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在中国,“酸臭”的净化器越来越多,为什么

        【每日科技网】

  因为“钱”。

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  图片源自网络

  “那个酸臭味简直了,之前六月份公司搬家,特地买的除甲醛版的 ****,而且是 24 小时全天开机,根本不停,用不到一个月,就有一股非常明显的酸臭味,每个到我办公室的人都会问我是不是有吃的东西坏了,我。。。后来找了客服给我免费换了一个滤芯,半个月又有酸臭味了,现在根本不敢用闲置了”

  近期看到越来越多关于“空气净化器发酸”吐槽,又出来一些看似客观的“分析文章”,非常无语。

  我们始终认为,正面承认问题分析问题是解决问题的基础。

  恶意回避的、无耻忽悠的,至少请先闭上嘴巴。

  我们一直不发声,是因为我们也曾并不确定——所以我们联合多家高校与研究所,在这两年多研究成果基础上,做了这些分析与建议——既给用户,也给行业:

  1. 酸味是什么?

  2. 从哪里来?

  3. 如何减轻甚至避免发酸?

  欢迎指正。

  一、事实

  很早以前,行业内已经存在一个基本认识:“滤网发酸”表面看是技术问题,实际上,它是操守问题。

  酸臭问题并不只存在某个特定机型,甚至某个品牌。

  两年前,我们不满于行业对“净化器为什么会发酸”的解释一直流于表面,更尴尬于“不怎么发酸的除醛净化器性能大多都差到了近乎没用”,于是开始就此深入研究,并持续实践。

  为了客观性与普遍性,我们的测试所用滤网覆盖多个品牌多个渠道,一些采购自线下市场,一些来自于电商平台,还有一些则是工厂的打样样品。

  结论非常明确,发酸的严重程度上,滤网材质从高到低依次是:夹炭布(重灾区,应避开此类产品)>柱状炭> HEPA(少到可忽略不计)

  我们最早帮 HEPA 洗清了“发酸”嫌疑——无论是新的还是旧的 HEPA,都几乎不发酸 ,长期使用只会有灰尘味。

  HEPA: 一种将复合好的驻极聚丙烯熔喷纤维以及 PET 骨架布经过打折固定等工艺制作而成的滤网,它的作用是过滤固态污染物(诸如 PM2.5,花粉以及灰尘等),对于气体几乎没有吸附性(相对于活性炭而言)。

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  HEPA滤网

  柱状炭: 行业使用最为广泛的一类炭,常用规格为 2mm。通过长测,我们发现这种炭可能会在使用 3-4 个月 之后(24 小时长期使用)发出轻微酸味。

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  柱状炭

  夹炭布: 它的构成实际非常巧妙,可以简单理解成:在 HEPA 中加入椰壳破碎炭,如果说 HEPA 是苏打饼干,那么夹炭布就是苏打夹心饼干——这个“心”自然就是夹炭布中的破碎炭,它的尺寸仅为 0.6-0.25mm,远小于我们之前提过的 2mm 柱状炭,如果我们将一个立方体切为四等份,那么它的表面积就马上变成之前的两倍,换句话说,由于夹炭布使用的破碎炭尺寸小于柱状炭,因此比表面积大,吸附能力强。此外,夹炭布竟然还具备过滤 PM2.5 颗粒物的功效——简直完美,可惜通过长测,我们发现,大部分夹炭布在使用 2 周后 就开始发酸,且酸味比柱状炭剧烈得多

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  夹炭布

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  采用夹碳布的滤芯:活性炭与HEPA二合一

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  非夹碳布滤芯:活性炭与HEPA独立

  二、“酸味”究竟是什么?

  我们在小组内对各种滤网进行嗅辨测试,按照酸味程度评分,0 分为没有酸味,5 分为酸味最重。使用相关性分析法来研究各种怀疑参量与酸味之间的关系。

  我们注意到全新含炭滤网几乎没有酸味——酸味总是随着使用而产生,这种特质令人不禁联想起微生物。

  因此,我们将使用过的滤网进行微生物检测,其结论是:“菌落总数、霉菌”与“酸味”相关性非常弱——它们的皮尔逊相关系数(Pearson Correlation)太小,甚至出现负相关倾向(皮尔逊相关系数代表了两个变量之间的相关性强度,值为 1,最小值为 -1,数值越接近 1,则正相关性越强),复查原始样品,菌落总数最多的样品甚至是最不酸的之一。因此我们初步断定,微生物并非酸味的主要根源。

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  微生物测试

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  紧接着,我们把目光投向了无机酸,活性炭上常见的无机酸通常有:硝酸,盐酸,硫酸。

  一些厂商会对活性炭进行酸洗,用来平衡活性炭酸碱度、洗脱杂质、或者优化吸附能力,因此活性炭上可能会留存无机酸根。因此,我们对“无机酸根浓度”与“酸味”进行相关性分析,结果证明:滤网发酸程度与各种无机酸根离子浓度相关性非常弱,因此活性炭酸洗工艺不是发酸的主要根源。

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  无机酸与酸味相关性非常弱

  最后,我们将注意力放到了有机酸上,活性炭上常见的小分子有机酸包括:甲酸,乙酸,丙酸,丁酸,乳酸等。

  在这一轮测试中,我们终于发现滤网发酸的嫌疑人乙酸——它的浓度与“酸味”的正相关性非常高 (丙酸虽然相关性高,但浓度很低)。

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  强相关的有机酸

  三、乙酸究竟从何而来?

  通过观察实验数据,我们发现全新夹炭布中破碎炭的乙酸浓度并不高,最多只有 40 μg/g,而经过使用,那些发酸的活性炭样品乙酸浓度会飙升至 1000 μg/g 甚至更高——这个浓度早已不容忽视,要知道普通环境下,若未改性的活性炭表面存在 500 μg/g 的甲醛,已经可以宣布报废。

  对于活性炭,目前已知的乙酸来源有三个:

  第一、来自于空净所处环境,大多数情况下,这仅占很小的一部分。

  第二、活性炭表面富含存多种含氧官能团,比如羧基,内酯基等等,有的浓度高达几 mmol/g,这些含氧官能团可能会在湿氧环境下脱落生成乙酸。

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  活性炭表面可能存在的含氧官能团

  第三、在活性炭在接近饱和时,其表面吸附的 VOCs(挥发性有机物)浓度约为所处环境的的 10^4 至 10^7 倍,如此巨量的 VOCs 在湿氧条件下可能会发生复杂的化学反应,其中产物之一就是乙酸——此时如果混入比表面积同样巨大且化学性质异常活跃的 PM2.5 颗粒,那么极可能加剧反应进程。

  四、下一个问题是,为什么夹炭布发酸快且浓烈?

  当我们回顾夹炭布的结构,会恍然大悟:夹炭布几乎就是为“发酸”量身定做的 ,首先相比如普通柱状炭,夹炭布中的碎粒炭拥有更大表面积,因此也会有更多的含氧官能团。其次,夹炭布中破碎炭紧贴 PM2.5 滤纸,VOCs、活性炭、含氧官能团、PM2.5 颗粒四者水乳交融,协同反应不要进行的太快,乙酸自然源源不断。

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  夹碳布滤芯

  五、明知道有酸味风险,为什么厂商要使用夹炭布呢?

  答案很简单——为了“钱”:

  1. 使用夹炭布方案可以轻松“降低产品成本” :因为只需“碎炭”,甚至只需“薄薄一层”;

  2. 使用夹炭布方案可以轻松“节约研发成本” :因为“方案成熟”,可以省去可能长达数月甚至数年的“组合 - 打样 - 测试 - 推翻 - 分析 - 重新开始”的过程;

  3. 使用夹炭布方案可以轻松“跑到更高的分” (会在实验室测得更高的 CADR值):更高的“分”可以在各种榜单\平台中获得推荐,容易受到普通消费者追捧,卖出远为更多的机器——普通消费者在下单之前,并不知道(甚至几乎都从未想过)一台净化空气用的机器,居然会在真实的使用中使得家里被酸臭笼罩。

  而当消费者在使用后有了疑问,又会被“告知”:

  ① “酸”味来自“醋酸”,而“醋酸”是醋的主要成分,因而是安全的,因而你的酸味净化器是安全的

  ② 有“酸味”没关系的,滤网晾晒一下就好

  (是的,使用夹炭布的厂商,还往往自行把用户反馈的“酸臭”简写“酸”)

  那么,实际上呢?

  1. 酸臭味并非全部来自乙酸(“醋”),尤其是其中臭味,应避免长期吸入——就像工业酒精尽管与茅台拥有同样的“主要成分”(乙醇,即“酒精”),但只有茅台才可饮用。

  2. 滤网一旦酸臭,便无可能轻易解决——“晾晒”无法阻止乙酸的继续形成,滤网晒过也仍会继续酸臭下去。

  六、我们的研发结论,以及对行业的建议:

  在现有技术水平下,不要使用夹炭布。

  也不要使用“夹凝胶颗粒布” 替代夹炭布——这种材料确实有部分厂商已经使用,但它们大多只对醛类有效。“甲醛”实际只是室内可能存在的数百种有害气体中的“一个”,使用这种材料,综合去除能力会远远不如活性炭(甚至会低好几个数量级),从“全面洁净空气”角度讲,实际就是在“捡芝麻丢西瓜”。

  不要使用带有光触媒、臭氧、等离子体的净化技术,它们确实能让消费者“不明觉厉”并带动销售,却都无法有效解决“会释放有害副产物”的问题。

  使用尽可能高品质的柱状炭,并:

  在活性炭装填前对其进行预处理,可以脱除其表面的酸性官能团。

  使用多层滤网结构,使活性炭与 PM2.5 充分隔离,以遏制 PM2.5 与活性炭的反应,延缓发酸。

  尝试多层金属架结构填装活性炭,它不仅可以替代,甚至还可超越夹炭布的除醛效果——甲醛 CADR 可以远超过国标的检测上限值 400m³/h。

  七、我们的实践结果:

  众所周知,352® 始终坚持不用夹炭布,一直是理工男偏爱的空净品牌。北京市理化分析测试中心的化学实验室就还有一台年代久远的 X80C 空气净化器一直在为工作人员默默净化,也用数据证明了这种种“坚持不使用”的值得:

  实验员曾出于好奇对净化器所处环境的空气和净化器出风口的空气进行采样比对(气相色谱质谱联用法),最终的结论是:那些即使我们平时闻所未闻的有害气体,在经过 352空气净化器之后都减少了(没有一项增加)

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  专业检测设备

  普通消费者家中除了甲醛以外还会有什么妖怪,一直很少有人知道……而拥有几亿元检测设备的大型实验室则可以做这样的专业分析——利用气相色谱质谱联用法验证净化器的安全与有效

  近期上市的 352 ® X83C Plus 则又向前一步:用前述方式实现了实测 625m³/h 的甲醛 CADR——使得净化器不但在净化甲醛时能有实效,甚至还优于大部分过去被认为是“对流时通风不便/不力时的除醛”的新风系统——通过这些长期实践,我们相信,中国净化器行业全面放弃夹炭布的时候已经到了。

  我们希望能让消费者“买完之后不后悔”,

  也希望行业从业者“卖掉之后不担心”。

  站着,也是能挣钱的。

  安全洁净的空气,是没有味道的。

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