摘要:
 
負離子材料是近年來材料科學中的熱點，而負離子技術在潔凈領域卻發展緩慢。將對負離子材料凈化空氣的原理及凈化效果進行探討和研究。
  
1 負離子源
 
空氣負離子 (negative air ions 簡稱N A I) 就是帶負電荷的單個氣體分子和輕離子團的總稱。空氣負離子主要包含：O2-（H2O）n，或OH-（H2O）n，CO4（H2O）2，其中O2-占20％，比例最大，相對最穩定。自然界空氣中負離子的主要來源是出自宇宙射線、陽光紫外線、巖石土壤中的放射性元素放出的射線激發，以及雷電電擊激發、風暴、瀑布、海浪沖擊磨擦等作用，另外，雨水的分解，森林、植物的光合作用所制造的新鮮空氣等也含有負離子。而人造負離子則主要采用高壓靜電場、高頻電場、紫外線、放射線和水的撞擊等方法使空氣電離，產生負離子。
 
實際應用的負氧離子儀器則是通過電暈放電產生高濃度的空氣負離子，然后借助于風機和其他手段 ，將負離子吹送向所需處。電暈放電易產生臭氧 、氮氧化物等有害氣體，這也使得很多的用戶使用后會出現惡心、嘔吐、頭暈等反應。
 
近年來，人們發現，許多天然礦石 (見表1) 會產生空氣負離子 ，一些無機氧化物復合粉體也可在空氣中誘發負離子，有的稀土復合鹽也具有導致空氣中分子電離的功能。許多學者都進行了該系列的系統研究，研究發現了處理后的天然礦石能夠釋放高濃度的空氣負離子，無 副效應，符合環保要求。目前，許多的學者、廠家都在開發這方面的負離子材料，成為材料科學中的熱點之一。
 
2 負離子材料的制備
 
當前應用負離子技術最多的是選擇織物為載體。負離子織物一般是將能產生負離子的天然礦石超微化，制成微米級或納米級超微粉體之后，通過共混紡絲法 、涂層法 、接枝法等手段制備出負離子纖維。據上海交通大學研究發現 ，超微化后的天然礦石與空調濾料結合在一起并不會多增加系統阻力，其數據如表2。另一條技術路線是根據多重過濾理論，將能產生負離子的超微化天然礦石復合到其它過濾手段中。
 
 
3負離子材料凈化機理
 
 
我們知道 ，在空調上安裝初中效過濾器后，絕大部分大于5微米的粉塵已經被過濾掉了；小于5微米的可吸人性粉塵則可穿過肺泡直到進入血液及至全身而帶來毒害，而且幾乎是 永久性懸浮于大氣中，在數量上又占空氣懸浮總粒子的 90％以上，對人體危害最大。據實驗發現，對于小于10微米而特別是小至0.01微米的微粒和在工業上難以除去的飄塵，運用負離子凈化空氣，有特別明顯的沉降去除的效果。
 
3.1物理作用
 
負離子源選用天然礦石，且如把它超微化后運用到織物之中，這可使天然礦石的物理吸附起 作用，又能使織物的纖維過濾效應起作用。
 
3.1.1天然礦石的物理吸附
 
天然礦物被破碎后，比表面積增加，由于表面斷鍵的存在而具有自發地吸附外來離子或分子以降低表面能的傾向，礦物顆粒越細，比表而積越大，吸附作用越強。此外 ，礦物還具有表面官能團如表面羥基、表面鹽基等，這使得超微化的天然礦石更易吸附污染物。
 
3.1.2 負離子的弱電性
 
空氣負離子在自身的電荷作用下容易吸附空氣中微小污染物和其它帶電的污染物，從而使污染物的重量和體積增大，集聚的污染物或由于重力作用而沉降，或由于體積過大被過濾，從而使得空氣得到很好的凈化。
 
3.1.3纖維過濾效應
 
當把負離子粉末負載到纖維中如濾料中時，據纖維過濾機理可知，載體的纖維材料、細度等都能影響空氣污染物與纖維攔截、慣性、重力沉降和擴散四種過濾效應。由上述可見，原來 的纖維過濾效率得到加強。
 
3.2化學效應