空气净化器甲醛CADR实验操作手册教学内容.docx

1、空气净化器甲醛CADR实验操作手册教学内容空气净化器甲醛CAD或验操作手册一、 实验所需药品 2.二、 实验设备 2.三、 试剂配制 2.1.甲醛用水 2.2.吸收原液 2.3.吸收液 2.4.0.1mol/L 盐酸溶液 2.5.1%硫酸铁铵溶液 3.6.甲醛标准溶液 3.四、 标准曲线 3.1.甲醛标准系列 3.2.计算因子 Bg 3.五、 实验舱准备 4.1.净化器放置 4.2.采样点布置 4.3.实验器材准备 4.3.调节实验舱参数 4.六、 采样管 4.七、 采样方法 4.1一孔采样法(CADR 170) 5.2.两孔交叉采样法(170V CADR 300) 53.三孔交叉采样法(30

2、0V CADR 400) 5八、 净化器测试步骤 6.1.添加甲醛 6.2.初始浓度 6.3.开机 6.4.采样结束 6.九、 分析计算 6.十、 实验结束 7.附录A :移液枪的使用注意事项 8附录B :溶液配置 9附录C:分光光度计使用注意事项 9附录 D: CADR 计算公式及原理 1.0一、 实验所需药品1.酚试剂（C6H4SN（CH3）C:NNH2 HCI）,分析纯2.硫酸铁铵（NH4Fe（SO） 2 12H2O），分析纯。3.浓盐酸,分析纯。4.水中甲醛标准样品， 100mg/L 20mL 。二、 实验设备1恒流采样器：流量范围01L/min。流量稳定可调，恒流误差小于 2%,采样

3、 前和采样后应用皂膜流量计校准采样系列流量，误差小于 5%。2.分光光度计：在630nm测定吸光度。3.移液枪：最大体积 分别为 5mL 和 1mL。4.具塞比色管，具塞量筒，大型气泡吸收管，容量瓶等。三、 试剂配制1.甲醛用水 甲醛用水为重蒸馏水，是用双重蒸馏水器，在二次蒸馏的横式烧瓶内加约0.2mg高锰酸钾和氢氧化钠（除去有机物和二氧化碳），进行蒸馏所得的二次 蒸馏水。2.吸收原液用天平称取0.1g酚试剂（使用后放回冰箱中保存），放入小烧杯中，加甲醛 用水溶解，倾于100mL具塞量筒中，加入甲醛用水定容至刻度线，摇匀。放入 冰箱中，可保存三天。三天之后必须重配。3.吸收液用移液枪吸取5mL

4、吸收原液于100mL棕色容量瓶中，加甲醛用水定容至 刻度线，摇匀。此吸收液现用现配，最多不得超过 12h。4.0.1mol/L盐酸溶液用移液管吸取8.5mL浓盐酸至1000mL容量瓶中，加水定容至刻度线，摇 匀。5.1%硫酸铁铵溶液用天平称取1.0g硫酸铁铵固体，用O.1mol/L盐酸溶液溶解，倾于100mL 棕色容量瓶中，加入盐酸定容至刻度线，摇匀。6.甲醛标准溶液用移液枪吸取1mL甲醛标准样品（在标样所采购）放入 100mL棕色容量 瓶中，加5mL吸收原液，加甲醛用水定容至刻度线，摇匀，放置 30min后方可使用。此标液稳定24h。四、标准曲线1.甲醛标准系列10mL具塞比色管9支，按下表

5、制备标准系列管号012345678标准溶液，mL00.10.20.40.60.81.01.52.0吸收液，mL5.04.94.84.64.44.24.03.53.0甲醛含量，卩g00.10.20.40.60.81.01.52.0各管中加入0.4mL 1%硫酸铁铵溶液，摇匀后放置15min 2计算因子Bg用1 cm比色皿，在波长630nm下以水做参比，测定各管溶液的吸光度。 以甲醛含量为横坐标，吸光度为纵坐标，在 Excel表格内绘制曲线，并计算回归斜率，以斜率倒数作为样品测定的计算因子 Bg（他/吸光度）。如下图中五、 实验舱准备1.净化器放置 将待测净化器放入实验舱。地面型放于地上，桌面型和

6、吸顶型放于 700mm的台面上，壁挂型放在架子上并下沿距地面 1800mm。如无注明，按出风口高 度分类：出风口高度小于 700mm 放台面上；大于或等于 700mm 放置在地面上 检查滤芯，接通电源，试运行净化器，确认运行正常及最大档，关闭净化器并 用塑料袋罩住。可远程操控的机器直接放到实验舱中央，塑料袋可用胶带连接 至操作口以方便取出（确认机器与手机相连）；需手动操作的机器需放置在小 推车上并放置在操作口旁边。（复合滤芯对甲醛有吸附，用塑料袋是保证甲醛 初始浓度的一致性）2.采样点布置采样点需避开净化器进出风口，距实验舱内壁大于 0.5m，相对实验舱地面 高度 0.5m 1.5m。3.实验

7、器材准备 将电加热套、坩埚、温湿度计等放入实验舱内操作口处。大气采样器放在 舱外采样口处，秒表一块。3.调节实验舱参数关闭舱门，开启风扇，控制舱内温度为（252）C，相对湿度为（5010） %。（甲醛背景浓度小于0.1mg/m3，颗粒物背景浓度小于1000个/L）六、 采样管大型气泡采样管由两部分组成：进气口部分和出气口部分。装配时，应注意进气内芯距管底15mm,同时磨砂接口部分连接紧密。采样管数量根据实 际需求选择（最好多选备用），另需有一个采样管（比色管）做空白试样。用移液枪依次向各管加入 5mL 吸收液，并用一根硅胶管连接采样管的进出 气口位置。七、 采样方法因国标要求有至少6个有效数据

8、点（甲醛浓度0.1mg/m3），因此需根据 净化器的除甲醛 CADR 选择采样方法。（采样时间最长为 60min）1一孔采样法(CADR 170)采样点序号计算用时间点min米样时间范围min有效米样时间min使用的采样孔00-21、21546212109112131513 174142018224152523 2741-2.两孔交叉采样法(170V CADR 300)采样点序号计算用时间点min米样时间范围min有效米样时间min使用的采样孔00-21、212.5055125.5385238.561151411.591452514.512 1751-3.三孔交叉采样法(300V CADR 4

9、00)采样点序号计算用时间点min采样时间范围min有效米样时间min使用的采样孔002.505251、1 324.5275236.5495348.561151510.581352-实验时可根据实际情况变动采样方法。(慎！)八、 净化器测试步骤1.添加甲醛确定实验舱内环境符合要求，称取适量多聚甲醛固体，使甲醛初始浓度达 到（1.00.2）mg/m3，将甲醛投放至电加热套中，打开电热套电源，开启风扇， 加热10min后关闭电热套，继续扩散10min后关闭风扇。初始的甲醛投入量需提前试验，根据实验舱的大小、投入量和实际浓度计 算合适的固体甲醛质量。2.初始浓度风扇停止后用采样器采样（采样流量 0.

10、5L/min，采样时间2min）以该测试 点的数值为初始浓度。注意：采样前需空跑 30s（管道内残留气体与舱内的空 气甲醛浓度不同），连接采样管时注意进出气口位置。3.开机拿出罩在机器上的塑料袋，开机至最大档同时秒表开始计时，根据选择的采样方法采样。（同一个采样口，采样间隔超过 1min时，下次采样时需空跑30s）4.采样结束当舱内甲醛浓度甲醛浓度v 0.1mg/m3时，结束采样。（结束时间的判断依 据甲醛CADR和仪表显示，最好再多采12个样品备用）各管中加入0.4mL 1% 硫酸铁铵溶液，摇匀后放置15min。九、 分析计算用1 cm比色皿，在波长630nm下以水做参比，用分光光度计测定各

11、管溶 液的吸光度。将吸光度1、吸光度2 （平行样）、空白吸光度、采样时间、流量分别输入Excel中（表中公式可提前写好），得到甲醛浓度。（计算时注意 空白吸光度、采样时间和计算用时间点的改动）采释时阖淤虽沌震U0.3690.359O.3M0.0112 B j8&JU9b520.510 99210.5770,57?0.01150.52,50.63620306D,30b0.01151X52,50 Bl30.192尸0,19?0.0112.80883096550.52.50 203斗0.121T0.121D.DH2.BDS83096550.52.50.12150.096r0.0980.0112,80

12、863096550.52.5Q.D9860.069T0.069O.OL12,80883096550.52.50.D657r0皿2,80883096550.52.5#DIV/M8rZrDIV/fflO.OL12.808S3096550.52.5#D1V/O19FO.Otl2.BO0S3O96550.52.54D1V/M10#DV/OIQ.Otl2.BDS83096550.52.5#DIV/M11PO.OU50.52.5JKDJV/OI12FO.Otl2 908830965SOS2.5#D1V/U选取有效数据点（甲醛浓度0.1mg/m3），以时间为横坐标，甲醛浓度为纵坐标，绘制散点图，对散点图添加

13、趋势线，得到斜率即总衰减常数和 R2,计算得到甲醛CADR，线性回归的相关系数 R2应不小于0.90。如下图中，总衰减 常数是0.1276, 30 m3实验舱甲醛CADR是229.158m3/h, 3 m3实验舱甲醛 CADR 是 22.392m3/h0十、实验结束实验完成后，关闭仪器设备电源；所用采样管、容量瓶等玻璃器皿需先用 水冲洗3次，再用蒸馏水冲洗，后放入烘箱中干燥保存。实验舱一周清理一次 若实验舱内甲醛浓度超标，必须等浓度降低到安全才可开舱，可以连续开启净 化器也可在无人时开舱。严禁在实验室人员未离开时开舱附录 A ：移液枪的使用注意事项1.量程的调节 在调节量程时，如果要从大体积调

14、为小体积，则按照正常的调节方法，逆 时针旋转旋钮即可；但如果要从小体积调为大体积时，则可先顺时针旋转刻度 旋钮至超过量程的刻度，再回调至设定体积，这样可以保证量取的最高精确 度。 在该过程中，千万不要将按钮旋出量程，否则会卡住内部机械装臵而损坏 了移液枪。2.枪头（吸液嘴）的装配 将移液枪（器）垂直插入枪头中，稍微用力左右微微转动使其紧密结合。枪头卡紧的标志是略微超过 O 型环，并可以看到连接部分形成清晰的密封圈。3.移液的方法 移液之前，要保证移液器、枪头和液体处于相同温度。吸取液体时，移液 器保持竖直状态，将枪头插入液面下 23 毫米。在吸液之前，可以先吸放几次 液体以润湿吸液嘴。旋转取液

15、器上部的旋钮，使数字窗口出现所需容量体积的 数字，在取液器下端插上一个塑料吸头，并旋紧以保证气密，然后四指并拢握 住取液器上部，用拇指按住柱塞杆顶端的按钮，向下按到第一停点，将取液器 的吸头插入待取的溶液中，缓慢松开按钮，吸上液体，并停留 12秒钟，将吸头沿器壁滑出容器，用吸水纸擦去吸头表面可能附着的液体，排液时吸头接触 倾斜的器壁，先将按钮按到第一停点，停留一秒钟，再按压到第二停点，吹出 吸头尖部的剩余溶液。吸取液体时一定要缓慢平稳地松开拇指，绝不允许突然 松开，以防将溶液吸入过快而冲入取液器内腐蚀柱塞而造成漏气。4.移液器的正确放置使用完毕，可以将其竖直挂在移液枪架上，但要小心别掉下来。当

16、移液器枪头里有液体时，切勿将移液器水平放臵或倒置，以免液体倒流腐蚀活塞弹簧。5.维护保养时的注意事项如不使用，要把移液枪的量程调至最大值的刻度，使弹簧处于松弛状态以 保护弹簧。最好定期清洗移液枪，可以用肥皂水或 60 的异丙醇，再用蒸馏水 清洗，自然晾干。高温消毒之前，要确保移液器能适应高温。校准是在 20-25C 环境中，通过重复几次秤量蒸馏水的方法来进行。 1ml蒸馏水20C时0.9982g。使用时要检查是否有漏液现象。方法时吸取液体后悬空垂直放置几秒中，看看液面是否下降。如果漏液，原因大致有一下几方面：1、 枪头是否匹配；2、 弹簧活塞是否正常；3、 如果是易挥发的液体，则可能是饱和蒸汽

17、压的问题。可以先吸放几次液体， 然后再移液。附录B :溶液配置以配置吸收原液为例。1.用天平称取0.1g酚试剂固体于称量纸，倾于小烧杯中，加入适量甲醛用水（30-40mL），用玻璃棒搅拌至完全溶解。2. 用玻璃棒将溶液引流至容量瓶中，用适量的水冲洗烧杯和玻璃棒 3次，并将 冲洗液移至容量瓶中（注意冲洗用水量，不得超过刻度线）。3.往容量瓶中加水，至液面距刻度线 1-2cm处，改用滴管，滴至凹液面与刻度 线相切。4.盖好瓶塞，一指按住瓶塞，反复倒置摇匀。附录C :分光光度计使用注意事项1.为使测定稳定，将电源开关打开，使仪器预热 30mi n,为了防止光电管疲劳,不要连续光照。预热仪器时和在不测

18、定时应将比色皿暗箱盖打开，使光路切断。2.注意是否为分析所用波长。3.分析样品前需先行调平。用蒸馏水，三个比色皿的透射比差值最大不得超过0.1。4.比色皿的使用方法：1拿比色皿时，手指只能捏住比色皿的毛玻璃面，不要碰比色皿的透光面， 以免沾污。2清洗比色皿时，一般先用水冲洗，再用蒸馏水洗净。如比色皿被有机物沾污，可用盐酸-乙醇混合洗涤液（1 ：2）浸泡片刻，再用水冲洗。不能用碱溶液 或氧化性强的洗涤液洗比色皿，以免损坏。也不能用毛刷清洗比色皿，以免损 伤它的透光面。每次做完实验时，应立即洗净比色皿。3比色皿外壁的水用擦镜纸或细软的吸水纸吸干，以保护透光面。4测定有色溶液吸光度时，一定要用有色溶

19、液洗比色皿内壁几次，以免改 变有色溶液的浓度。液面应在比色皿 3/4至4/5处。另外，在测定一系列溶液的 吸光度时，通常都按由稀到浓的顺序测定，以减小测量误差。附录D : CADR计算公式及原理1甲醛浓度的计算空气中的甲醛浓度按照式(D1)计算(A-A 0)XBgc = - - (D1)Vo式中：C空气中的甲醛浓度，单位为 mg/m3；A样品溶液的吸光度；Ao 空白溶液的吸光度；B-有标准曲线得到的计算因子，单位为 卩-吸光度；V 换算成标准状态下的采样体积，单位为 L ； Vo = Vt金筍2.衰减常数的计算净化器CADR测试的数学基础是，在密闭实验舱内开启净化器后，污染物的浓度随着时间呈指

20、数规律下降，即浓度和时间的关系可以用标准中式( D2)来表示。Ct = Co e-kt (D2)式中：q 时间t时的甲醛浓度，单位为 mg/m3 ；Co 时间t=0时的甲醛浓度，单位为 mg/m3；k 衰减常数，单位为min-1；t 时间，单位为min。对上式取对数，得到式(D3)CD3)In q = In c0 - kt按照式（D4）做In Ct与t的线性回归，可求的衰减常数 k,-k1( ti In ct -(*=i ti)(犁1 In 冲(為 ti2)- 1(為 ti)(D4)式中:k 衰减常数，单位为min-1；ti 第i个取样点对应的时间，单位为 min ；In Cti 第i个取样点

21、对应的甲醛浓度的自然对数;n采样次数在自然衰减和总衰减实验中的取样数据，分别用（D2）和（D4）进行计算 即可获得自然衰减常数kn和总衰减常数ke。总衰减实验就是指净化器的甲醛 CADR实验，而自然衰减实验则是在不开启净化器，与净化器开启测试同样条 件下做的空白对照实验。衰减常数可使用 Excel等统计软件拟合计算。3.相关系数的计算相关系数R表示自变量与因变量之间的离散程度，说明线性回归的相关关系的显著程度，R2应当不小于0.90。可使用Excel等统计软件拟合计算。R2反应了两个变量间的线性相关关系，其值越高说明拟合情况越好。按式（ D5 ）计算:1 1 2聲1 (x i- ni=1 xi)(y i-鼻1 yi)1 2 1 2 i=1 (x i - n J=1 Xi) ZJ=1 (y i- n 1=1 y i)(D5)其中： xi = tiyi = ln Ctj式中：R2 衰减常数，单位为min-1;ti 第i个取样点对应的时间，单位为 min;ln cti 第i个取样点对应的甲醛浓度的自然对数；n采样次数。4.洁净空气量CADR的计算根据下式计算甲醛CADR :Q= 60 x （ke - kn） XV （D6）式中：Q CADR（洁净空气量），单位为m3/h;ke 总衰减常数，单位为 min-1； kn 自然衰减常数，单位为 min-1;V 实验舱容积，单位为 m3。