摘要:
 
负离子材料是近年来材料科学中的热点，而负离子技术在洁净领域却发展缓慢。将对负离子材料净化空气的原理及净化效果进行探讨和研究。
  
1 负离子源
 
空气负离子 (negative air ions 简称N A I) 就是带负电荷的单个气体分子和轻离子团的总称。空气负离子主要包含：O2-（H2O）n，或OH-（H2O）n，CO4（H2O）2，其中O2-占20％，比例最大，相对最稳定。自然界空气中负离子的主要来源是出自宇宙射线、阳光紫外线、岩石土壤中的放射性元素放出的射线激发，以及雷电电击激发、风暴、瀑布、海浪冲击磨擦等作用，另外，雨水的分解，森林、植物的光合作用所制造的新鲜空气等也含有负离子。而人造负离子则主要采用高压静电场、高频电场、紫外线、放射线和水的撞击等方法使空气电离，产生负离子。
 
实际应用的负氧离子仪器则是通过电晕放电产生高浓度的空气负离子，然后借助于风机和其他手段 ，将负离子吹送向所需处。电晕放电易产生臭氧 、氮氧化物等有害气体，这也使得很多的用户使用后会出现恶心、呕吐、头晕等反应。
 
近年来，人们发现，许多天然矿石 (见表1) 会产生空气负离子 ，一些无机氧化物复合粉体也可在空气中诱发负离子，有的稀土复合盐也具有导致空气中分子电离的功能。许多学者都进行了该系列的系统研究，研究发现了处理后的天然矿石能够释放高浓度的空气负离子，无 副效应，符合环保要求。目前，许多的学者、厂家都在开发这方面的负离子材料，成为材料科学中的热点之一。
 
2 负离子材料的制备
 
当前应用负离子技术最多的是选择织物为载体。负离子织物一般是将能产生负离子的天然矿石超微化，制成微米级或纳米级超微粉体之后，通过共混纺丝法 、涂层法 、接枝法等手段制备出负离子纤维。据上海交通大学研究发现 ，超微化后的天然矿石与空调滤料结合在一起并不会多增加系统阻力，其数据如表2。另一条技术路线是根据多重过滤理论，将能产生负离子的超微化天然矿石复合到其它过滤手段中。
 
 
3负离子材料净化机理
 
 
我们知道 ，在空调上安装初中效过滤器后，绝大部分大于5微米的粉尘已经被过滤掉了；小于5微米的可吸人性粉尘则可穿过肺泡直到进入血液及至全身而带来毒害，而且几乎是 永久性悬浮于大气中，在数量上又占空气悬浮总粒子的 90％以上，对人体危害最大。据实验发现，对于小于10微米而特别是小至0.01微米的微粒和在工业上难以除去的飘尘，运用负离子净化空气，有特别明显的沉降去除的效果。
 
3.1物理作用
 
负离子源选用天然矿石，且如把它超微化后运用到织物之中，这可使天然矿石的物理吸附起 作用，又能使织物的纤维过滤效应起作用。
 
3.1.1天然矿石的物理吸附
 
天然矿物被破碎后，比表面积增加，由于表面断键的存在而具有自发地吸附外来离子或分子以降低表面能的倾向，矿物颗粒越细，比表而积越大，吸附作用越强。此外 ，矿物还具有表面官能团如表面羟基、表面盐基等，这使得超微化的天然矿石更易吸附污染物。
 
3.1.2 负离子的弱电性
 
空气负离子在自身的电荷作用下容易吸附空气中微小污染物和其它带电的污染物，从而使污染物的重量和体积增大，集聚的污染物或由于重力作用而沉降，或由于体积过大被过滤，从而使得空气得到很好的净化。
 
3.1.3纤维过滤效应
 
当把负离子粉末负载到纤维中如滤料中时，据纤维过滤机理可知，载体的纤维材料、细度等都能影响空气污染物与纤维拦截、惯性、重力沉降和扩散四种过滤效应。由上述可见，原来 的纤维过滤效率得到加强。
 
3.2化学效应