甲醛污染问题在室内环境和工业生产等领域日益受到关注，研发高效的甲醛去除技术和净化材料成为解决这一问题的关键所在。多种技术和材料已被应用于甲醛的去除，各有其特点和优势，并且随着科技的进步，不断有新的突破和创新。
一、物理吸附法与吸附材料
物理吸附法是利用吸附剂对甲醛分子的吸附作用来降低空气中甲醛的浓度。活性炭是最为常见的吸附材料之一，它具有发达的孔隙结构，比表面积大，能够通过范德华力将甲醛分子吸附在其表面。活性炭的吸附性能与其孔隙结构密切相关，微孔（孔径小于 2nm）主要负责吸附小分子物质如甲醛，中孔（孔径 2 - 50nm）则有利于吸附大分子物质和促进吸附质在孔内的扩散，大孔（孔径大于 50nm）起到通道作用，便于气体进入吸附剂内部。然而，活性炭存在吸附容量有限、选择性差以及容易饱和的问题。当活性炭吸附达到饱和后，如果不及时更换，可能会发生解吸现象，导致甲醛再次释放到空气中，造成二次污染。为了提高活性炭的吸附性能，研究人员对其进行改性处理。例如，通过化学浸渍法在活性炭表面负载金属氧化物（如二氧化锰、氧化铜等）或贵金属（如银、铂等），这些改性剂可以与甲醛发生化学反应，将其转化为无害物质，从而提高活性炭对甲醛的去除能力和选择性，并且延长其使用寿命。
除了活性炭，其他一些新型吸附材料也在甲醛去除领域崭露头角。例如，分子筛具有规整的孔道结构和均匀的孔径分布，能够根据分子大小和形状对物质进行选择性吸附。某些类型的分子筛（如 ZSM - 5 分子筛）对甲醛具有较好的吸附性能，其吸附原理不仅包括物理吸附，还涉及到与分子筛骨架上的酸性位点的相互作用。此外，纳米多孔材料如金属 - 有机框架材料（MOFs）也具有巨大的应用潜力。MOFs 是由金属离子与有机配体通过配位键自组装形成的多孔晶体材料，具有超高的比表面积、可调节的孔径和丰富的活性位点。通过合理设计 MOFs 的结构和功能，可以实现对甲醛的高效吸附和催化转化。例如，一些 MOFs 材料中含有氨基等活性基团，能够与甲醛发生化学反应，将其固定在材料内部，从而达到去除甲醛的目的。而且 MOFs 材料的可设计性强，可以根据不同的应用需求进行结构优化，进一步提高其对甲醛的吸附和净化性能。
二、化学分解法与催化剂
化学分解法是通过化学反应将甲醛分解为无害的水和二氧化碳等物质。在这一过程中，催化剂起着关键作用。光催化剂是一类广泛研究的用于甲醛分解的材料，其中二氧化钛（TiO₂）是最具代表性的。在光照条件下，特别是紫外光照射时，TiO₂ 会产生电子 - 空穴对，这些电子 - 空穴对具有很强的氧化还原能力，能够将吸附在其表面的甲醛分子氧化分解。为了提高 TiO₂ 的光催化活性，研究人员采用了多种方法进行改性。例如，通过掺杂金属离子（如银离子、铜离子等）可以拓展 TiO₂ 的光吸收范围，使其能够利用可见光进行光催化反应，提高在室内自然光照条件下的甲醛分解效率。同时，与其他半导体材料复合（如与氧化锌、硫化镉等）也可以增强光生载流子的分离效率，减少电子 - 空穴对的复合，从而提高光催化性能。此外，将 TiO₂ 负载在合适的载体上（如活性炭、沸石等），可以增加其比表面积，提高甲醛的吸附和光催化分解效果。
除了光催化剂，还有一些热催化剂也可用于甲醛的分解。例如，贵金属催化剂（如铂、钯等）在一定温度条件下能够有效地催化甲醛分解反应。这些贵金属催化剂具有较高的催化活性和选择性，但由于贵金属资源稀缺、价格昂贵，限制了其大规模应用。因此，研究人员也在探索一些非贵金属催化剂，如过渡金属氧化物（如二氧化锰、三氧化二铁等）及其复合物。这些非贵金属催化剂虽然催化活性相对较低，但成本低廉，通过优化其制备方法和组成结构，可以在一定程度上提高其对甲醛的催化分解能力。例如，通过控制二氧化锰的晶型结构和形貌，或者将其与其他金属氧化物复合，可以显著提高其对甲醛的催化活性和稳定性。
三、空气净化技术中的甲醛去除
在空气净化技术领域，多种技术手段综合应用于甲醛的去除。空气净化器是常见的家用空气净化设备，其内部通常集成了多种净化技术。例如，初效过滤器主要用于过滤空气中的大颗粒灰尘和杂质，中效过滤器进一步去除较小颗粒的污染物，而高效过滤器则可以拦截微小的颗粒物，如 PM2.5 等。在去除甲醛方面，一些空气净化器采用了吸附技术与催化技术相结合的方式。如在过滤器中添加活性炭吸附层，先将空气中的甲醛吸附，然后通过负载在活性炭上的光催化剂或热催化剂将吸附的甲醛分解，从而实现甲醛的持续去除。同时，一些空气净化器还配备了负离子发生器，负离子能够与空气中的甲醛等污染物结合，使其凝聚沉降，进一步提高空气净化效果。
在工业空气净化领域，除了上述类似的净化技术外，还会采用一些大型的空气处理设备和工艺。例如，在一些化工生产车间或实验室中，采用通风换气系统与净化装置相结合的方式。通风换气系统能够及时将含有甲醛的空气排出室外，而净化装置则对排出的空气进行处理，防止甲醛污染室外环境。净化装置中可能采用多级吸附塔，塔内填充不同类型的吸附材料，对甲醛进行深度吸附。或者采用化学洗涤塔，利用特定的化学溶液与甲醛发生反应，将其吸收转化，达到去除甲醛的目的。此外，一些新型的空气净化技术如低温等离子体技术也在甲醛去除方面有所应用。低温等离子体可以产生大量的高能电子、离子、自由基等活性物种，这些活性物种能够与甲醛分子发生一系列复杂的化学反应，将其分解为无害物质。但低温等离子体技术在应用过程中也面临一些问题，如能耗较高、可能产生臭氧等副产物，需要进一步优化和改进。
四、绿色环保型甲醛去除技术展望
随着人们对环境保护和健康安全的关注度不断提高，绿色环保型甲醛去除技术成为未来发展的重要方向。一方面，开发基于天然生物材料的甲醛去除技术具有广阔前景。例如，利用植物提取物或微生物来去除甲醛。某些植物（如绿萝、吊兰等）具有吸收甲醛的能力，其体内含有一些酶或活性物质能够与甲醛发生反应。通过提取这些植物中的有效成分，将其制成净化剂或涂料添加剂，可以实现甲醛的去除。同时，微生物在代谢过程中也能够分解甲醛，利用微生物发酵技术制备生物制剂，用于室内空气净化或工业废水处理中的甲醛去除，具有环保、可再生等优点。另一方面，从材料的可持续性和循环利用角度出发，研发可回收、可重复使用的甲醛净化材料也是重要研究方向。例如，设计开发具有自清洁功能的吸附材料或催化剂，当材料吸附或催化分解甲醛达到饱和后，能够通过简单的物理或化学方法使其再生，恢复其对甲醛的去除能力，从而减少材料的浪费和环境负担。此外，随着纳米技术和智能材料的发展，有望开发出具有智能响应功能的甲醛净化材料，能够根据环境中甲醛浓度的变化自动调节其净化性能，实现高效、精准的甲醛去除，为创造健康、绿色的室内外环境提供有力保障。
