中国粉体网讯 单纯依靠硅藻土成分也许能够吸附甲醛,但这种物理吸附在高温等环境下会出现脱附现象,已吸收的甲醛会被“吐”出来,带来二次污染。其他原料与硅藻土混合后,是否会影响其吸附效果,也依旧存疑。
2003年左右从日本飘洋渡海而来的硅藻泥,在短短的10余年间,成为了国内家装行业的新宠。但正如《装修新宠的烦恼》一文中所言,“新宠”从亮相市场以来,就始终伴随着争议——去除甲醛、净化空气、调节湿度、释放负氧离子、防火阻燃、墙面自洁、杀菌除臭……有如“神器”一般的功能宣传,反而让不少消费者心生疑窦。
尤其是去除甲醛一项,其在击中不少消费者痛点的同时,也成为了争议的焦点:硅藻泥真的能去除甲醛吗?其去除甲醛的效果又如何?“甲醛克星”般的光环之下,生产销售者的描述究竟哪些可信,哪些存疑?
并不神秘的硅藻土和硅藻泥
硅藻泥的主要原材料是硅藻土,这种生物成因的硅质沉积岩,主要由亿万年前海洋、湖泊中的古代硅藻死后的遗骸所沉淀矿化形成。其主要化学成分是SiO2,含有少量的Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO等。听上去似乎有些复杂,但我们生活中其实处处都有二氧化硅(SiO2)的身影:沙石、玻璃、陶瓷——仅从化学成分的角度来看,硅藻土与随处可见的石头,并没有多大的区别。
统计显示,世界上有122个国家或地区存在硅藻土资源;其中,我国的硅藻土储量、产量仅次于美国,是世界上第二大硅藻土市场。从上世纪90年代以来,国内外就一直在进行硅藻土的开采、生产以及运用。这一物质因其质轻、吸附性强、比表面积大、对热、电、声传导性差等特点,被广泛运用于农业、化工、食品、医药、污水处理、室内净化等领域。
那么,硅藻泥又是什么?
实际上,这一概念来自我们的邻邦,是日本最先将硅藻土用于墙面施工涂抹。不过,在日本也并没有“硅藻泥”这样的称呼,他们更多将其称作“硅藻土壁材”或者“仕上材”。硅藻土用于装修装饰传入国内后,可能在施工工人的口口相传中,才依照习惯将其称为了“硅藻泥”。
2013年,中国建筑材料联合会生态建材分会制订了《硅藻泥装饰壁材》(JC/T2177-2013)标准,其中对硅藻泥装饰壁材的定义是:“以无机胶凝物质为主要粘结材料,硅藻材料(硅藻生物遗骸或由其变质形成的多孔二氧化硅材料)为主要功能性填料,配制的干粉状内墙装饰涂覆材料。”其中,无机胶凝物质也就是常见的石灰、石膏、水泥等。
所以,所谓的“硅藻泥”概念,始终只是一个行业内约定俗成的称呼;可参照的也并没有相应的国家标准,只有一个描述略显笼统暧昧的行业标准。无论是硅藻土还是硅藻泥,其实都并不神秘。
摇身一变成“甲醛克星”
硅藻泥产品是从何时起被塑造成“甲醛克星”,将去除甲醛作为其最大卖点的?如果将这个问题抛给十家不同的相关企业商家,可能会得到十个不同的答案。
有硅藻泥业内将国内硅藻泥市场的发展大致划分成了三个阶段:第一代硅藻泥也就是产品最初引进阶段——2003年,大津从日本建材企业薮原株式会社引进了硅藻土壁材工艺技术,将这一产品带入了中国市场。这一时期市场上出现的硅藻泥,大多只是形似,硅藻土含量极少。
按照业内的说法,到了第二代硅藻泥时代,相关产品更多重视结实、耐用等物理性能以及装饰性能,而忽视了硅藻土的吸附功能;到了第三代硅藻泥,人们所熟知的产品形象逐渐清晰:充分发挥硅藻土的吸附、呼吸性能,兼顾施工、保存、环境保护等诸多问题,易于施工、安全性高、保存周期长、可塑性强……
不过,这种划分却在逻辑上难以自洽。一方面,推动第一代硅藻泥产品向第二代转变,或者说促使硅藻土含量更高的产品出现的动力是什么?
是原材料产量的提高吗?并不是。统计资料显示,从1999年-2014年,国内的硅藻土产量一直呈平稳走势,产量最高点和最低点仅仅相差9万吨;与此同时,1994年-2005年,全球最大的硅藻土市场美国的原料价格基本稳定在250美元/吨左右——量价显然不是带来变化的原因。
是技术水平的提升吗?似乎也不是。硅藻土自身的特性以及其产业特点,决定了其相关改性研究的方向,一直是以处理工业废水为主,几乎没有专门针对硅藻土净化空气或是吸附甲醛方向的研究。在这样的背景下,似乎并没有技术爆发的条件来推动产品更新换代。
另一方面,比表面积大、吸附性强作为硅藻土自有的特性,一直都存在着。为何相关企业商家在最初没有注意到这么显著而重要的卖点,却在近几年才开始重视“除甲醛”这样的概念?
从这个角度来看,硅藻泥成为“甲醛克星”的过程,称之为摇身一变并不夸张——“陡然富家翁”般的新宠成名路,背后缺乏一套能够自洽的逻辑。
新“神器”的三道坎
比表面积大、吸附性强,硅藻土的这两大特性,似乎正是硅藻泥去除甲醛功能的来源。但细究之下,一些细节问题却浮现出来。
硅藻土能净化工业废水、空气的原理是什么?原因就在于硅藻土的结构。硅藻土有着特殊的多孔构造,这使得其拥有较大的比表面积;而分子之间都是有着相互引力的,硅藻土大量的分子可以产生强大的引力,将水中或空气中的有害气体吸引到孔径中,达到净化的目的。
从这个角度看,说硅藻泥能够净化空气,并没有什么问题。不过这种类似的物理吸附作用令人眼熟,这不正是另一种曾经风光的除甲醛“神器”——活性炭的功能吗?
没错,硅藻土净化空气的物理吸附作用,本质上与活性炭并没有什么不同。实际上,如果仅仅对比比表面积一项指标,活性炭平均500m2/g以上的比表面积,还要远大于硅藻土的40-65m2/g。
当然,在实际的吸附过程中,不能单看比表面积的大小来确定吸附效果,还要考虑到所吸收物质的分子直径。我们不妨来看一组数据:四种装修中常见的有毒有害物质甲醛、苯、甲苯、二甲苯的分子直径分为别0.45nm(纳米)、0.58nm、0.60nm以及0.62nm。 活性炭根据孔径一般分为三种,微孔(0.35-2nm)、中孔(2-50nm)、大孔(50nm以上),其中只有微孔的活性炭,因为孔径匹配才有相对较好的吸附上述四种物质的效果。
而硅藻土的呢?它的吸附范围在0.1-1.0μm以上,也就是100-1000nm。看到这,我们不禁要对硅藻土的吸附功能都打个问号了:不少商家宣传中所宣称的硅藻泥比活性炭强几千倍的吸附效果,依据何在?
而活性炭和硅藻土的分子直径,决定了其在吸附物质时是无选择性的——也就是说,只要是小于其分子直径的物质,都会被无差别的吸附进来,这是由分子间运动的物理性质决定的。因此,活性炭并不会只吸收空气中的有害物质,而将其他物质拒之门外,硅藻土也是同理。这最终导致的结果就是,无论是活性炭还是硅藻土,当发生物理吸附时,其实际吸附的有害物质量要小于理论值。
当然,比起小包小包单兵作战的活性炭,覆盖一面面墙的硅藻泥,似乎能取得不少量上的优势。我们姑且认为硅藻土能够吸收甲醛等物质,但又一道坎出现了——物理吸附后的脱附现象。
什么是脱附?形象的说,活性炭或硅藻土的多孔结构,就像一间间的“小房子”,而甲醛等物质,就是被强制吸进来的“房客”。虽然活性炭或硅藻土因为结构构成都有着较大的比表面积,但其“小房子”总是有上限的。当“小房子”和“房客”的数量达到饱和后,新的“房客”无法入住,只能通过加温,将原先的“房客”赶出去,才能继续进行吸附。这一加温后释放已吸附物质的过程,就是脱附。
为了应对这个问题,活性炭卖家给出的解决方案是暴晒——活性炭在使用一段时间,就需要对其进行加温处理,释放出已吸附的有害物质,才能再次发挥效力。不过,不少消费者在进行有害物质释放的时候,都犯了两个错误:一是将活性炭放在室内脱附,这样重新释放出的有害物质仍然集聚在室内,造成二次污染;二是连炭包都不打开就进行脱附。正确的方法应该是将所有活性炭取出,尽量平铺后在室外进行加温处理。
这么看来,作为硅藻泥原料已经上墙的硅藻土,其实是存在隐患的——如果只是单纯依靠硅藻土来对有害物质进行物理吸附,那脱附之后不是会对室内造成二次污染吗?难道要每过一段时间就重刷一次墙壁吗?难怪有网友调侃:某些硅藻泥品牌所谓的会“呼吸”的墙壁,原来是这么个意思! 最后一搏与吊诡的测试 面对三道坎,硅藻泥商家企业在硅藻土的物理吸附作用上,做了另一种文章:纳米二氧化硅。从名字上不难看出,它与硅藻土自身主要化学成分SiO2的联系,其优势则在于更高的比表面积和更小的孔径——分别为640m2/g和0.5-1nm。
对比装修中四项主要的有毒有害物质的分子直径,纳米二氧化硅足够应付苯、甲苯以及二甲苯;但对于分子直径仅有0.45nm的甲醛,这第一道坎似乎还是难以迈过。
说到这里,相信身为消费者的你,已经对单纯硅藻土的去甲醛效果,有了一个充分的认识。在结束这篇文章前,我们想再聊聊另一件事情:现场测试。 为了展示硅藻泥产品的效果,很多商家都会给消费者做类似这样的测试:在装有氨水的容器中放进硅藻泥产品,过一会儿让消费者闻,会发现氨水特有的刺激性气味减弱了不少,以此来佐证产品的净化效果。
但细细一想,这个测试的逻辑相当吊诡:氨水或氨气与甲醛有可比性吗?能够分解氨水氨气就能分解甲醛吗?有商家的解释是直接使用甲醛容易带来危险,但背后似乎还有别的原因。网上就有专业人士对这一吊诡的测试做过分析,现摘录如下: “氨和甲醛是两个完全不同的东西,没有可对比性,硅藻土有一定的阳离子交换容量,可以吸收氨,氨也不容易挥发,甲醛却会挥发,氨能和盐酸发应,甲醛能吗?简单来说,就是硅藻土本身具有一定的酸性,基本上含有二氧化硅和氧化铝的多孔材料都有酸性,类似分子筛的酸性;氨是碱性,酸碱反应自然能吸收消除氨。但是甲醛不能通过这种方式降解,所以商家说能消除氨气就能消除甲醛完全就是混淆视听。”
当然,有的商家也会选择甲醛来做测试,这又回到了“三道坎”的问题上:升温之后的脱附问题怎么办?已经上墙的硅藻泥吸附饱和后难道换掉吗? 到此,对于新兴的“甲醛克星”硅藻泥,我们差不多可以得出结论了: 单纯依靠硅藻土可以吸附甲醛,降低室内有毒有害物质含量吗?可能有一定的效果。硅藻土本身的结构构造决定了它能吸附物质,但分子孔径是否能够达到吸附甲醛的标准,仍不明确。
单纯依靠硅藻土能达到理想的去甲醛效果吗?很难。不依靠其他物质,单纯硅藻土只能起到物理吸附的作用。一方面,这意味着吸附是无差别性的,实际吸附有害物质的量要低于理论值;另一方面,升温会带来脱附现象,让硅藻土将吸附的有害物质再“吐”出来,造成二次污染。
所谓的“甲醛克星”,也许只存在于商家的宣传语中。