奈米碳管產生空氣負離子微型裝置控制懸浮微粒之研究

懸浮微粒為室內空氣主要污染物之一,而懸浮微粒控制技術一般可分為過濾移除及靜電移除兩種。本研究目的為評估空氣負離子(Negative Air Ion, NAI )對不同粒徑與物種懸浮微粒之移除能,並探討空氣負離子移除懸浮微粒之有效範圍。本研究使用奈米碳管尖端放電產生實驗所需之空氣負離子(100000 ~ 300000 ion cm-3)。本研究以NaCl 與stearic acid 為氣膠物種,選取30 nm 及300 nm 兩種粒徑分別注入環境模擬箱,並控制模擬箱內之相對濕度進行試驗。於有效範圍試驗時,本研究改變不同採樣位置進行試驗,以了解不同採樣位置對空氣負離子移除微粒效能之影響。 在不同粒徑微粒方面,不論是關閉或是開啟空氣負離子,30 nm 微粒之濃度衰減係數比300 nm 大;30 nm 微粒之有效清淨速率(effectivecleaning rate, ECR )亦比300 nm 微粒大。在不同氣膠物種方面,關閉空氣負離子時,stearic acid 氣膠微粒之濃度衰減係數較NaCl 氣膠微粒大;開啟空氣離子時,則是NaCl 氣膠微粒之濃度衰減係數較大,導致NaCl 氣膠微粒的ECR 較大。在不同相對濕度方面,相對濕度對於微粒自然沈降的影響並不明顯,但開啟空氣負離子時,微粒濃度衰減係數與微粒移除效率會隨著相對濕度升高而增加。實驗結果顯示,於相對濕度65% 時,空氣負離子對30 nm NaCl 微粒會有最佳移除效率( 99.48% )、增進效率( 37.21% )與ECR ( 111.3 Lpm )。在不同採樣位置方面,當採樣水平距離增加時,空氣負離子濃度會逐漸減少,兩者為對數線性關係。微粒的ECR 亦會隨著採樣水平距離增加而下降,當採樣水平距離增加至30 cm 時,空氣負離子對懸浮微粒移除效果已不明顯。當採樣垂直距離增加時,空氣負離子濃度與微粒之ECR 皆會下降。實驗結果顯示,空氣負離子濃度多寡是影響空氣負離子移除懸浮微粒效能之關鍵。

作者:管俊亭