《活性炭真能吸甲醛嗎？》回答原文和計算部分說明

想看原文的往後翻。。。。先解決計算的問題

感謝@胡江海 做的另外計算（胡江海的回答），我也點了贊，但是我不得不說他的計算更偏離實際。這裡做一回應

（力求友好討論，言語如過激請見諒。未取得授權截取了部分文字，如侵權我會刪除）：

1. ...起始濃度330ppm並不影響最終平衡 時的甲醛吸附量.....最終達平衡時，吸附 量是和用起始濃度330ppm測試時一樣的。

2.....平衡濃度8ppm時的吸附量作為甲醛計算基礎，大約是國標的100倍... 顯然不符合實際情況， 計算出.....平均每月消耗僅300g左右，與其 ......結論完全背道而馳，難免讓人困惑......用粗鄙簡陋的多項式定截距EXCEL擬合大法，用一個3次多項式......完全吸收50kg E1級板材所需的活性炭質量約為3.3噸........飽和了就扔的方案顯然不靠譜了...

3.(同意其觀點)

4. 活性炭可以再生，工業上使用的活性炭均是現場再生後循環利用，例如空氣分離進行深冷精餾前用於除 水和二氧化碳的活性炭罐總是成對的，一隻在使用時，另一隻就在再生。

5. 關於幾百克的活性炭有沒有用，筆者認為是有一定作用的.....假設： 1. 假設活性炭吸收和解吸的速率無限快，可以瞬時達到平衡態。 2. 假設房間空氣充分流通，所有空氣均與活性炭充分接觸。 3. 房間初始甲醛濃度為0.05ppm。 4. 板材甲醛釋放速率為勻速分5年釋放完成，即每24小時2.4658mg，每12小時1.1329mg。 5. 每日開窗通風12小時，開窗通風期間，活性炭完成解吸過程。 6. 開窗通風時甲醛濃度為0ppm......在合理通風的情況下，僅需907g活性炭就能避免甲醛超標了.......因此活性炭的作用是肯定有的，不過不是消滅甲醛，而是協助控制濃度...

注意，以上截取了是我反對的部分。不能完整表達胡的觀點，原文在此

胡反對的部分我也截取如下

如果要求吸附終了甲醛量達標，其吸附能力甚至可能只有上述數值的百分之幾....以該數值計算.......實際房間甲醛不會超標如此之多（這是5000倍了），並且有甲醛源不停釋放，局部空氣不流動，其它物質干擾等因素......這0.264 mg/g的吸附量還會大打折扣；實際需要的活性炭量可能達到數倍.......這部分甲醛需要幾年才能完全釋放，全程需要至少17kg活性炭才能實現。 故寄希望於完全使用活性炭消除甲醛是不可能的

首先對這個離奇的計算做一個解釋，這個文獻是假期在家免費下載的，ppm與mg/g單位的問題是之後發現的，後來回學校也沒更新。當然就順勢用了原有計算，只不過原先算出的是典型值（不過，如果沒有換算問題，那這個數字意義反而沒那麼大），更改了條件就變成了計算下界。（我當然不會承認我懶，另外就是典型值太難估算了，估測極值餘地就很大）

科學上如果單純為了找一個邊界，有些時候會走極端。記得學高數夾逼定理證明收斂時候需要找到不小於大正整數a、b的數N，這個N可以取max{a,b}，或者更簡單的a+b，甚至你願意取a^b+2017這種數字，那也不錯，只要說明問題。所以選取上限（即便是數百倍）不對定性分析結果又任何影響。可能真正答案是3噸，甚至更多，也可能更少，只要知道一定比我算出的17kg大就夠了。

而胡計算的數值可能是典型值或是另一個下界估計，也可能是上界，如果是前者恰印證我的觀點，如果後者那並無太大幫助，畢竟幾百g也被囊闊在上界之內了。。。這也就是為什麼都極端不精確，我卻認為我的計算有意義的原因。

第2點胡的觀點實質與我一致，但是表述不同。

需要的活性炭比17kg遠多，就算比3300kg少，總之還是很驚人，跟幾百g的碳包是數量級的區別！很自然得出幾百g的碳包沒用。另外我讓你們成千克的買，也沒讓你們一次性用光啊，不是說好的總換么（其實同樣的，一次性放入所有活性炭和分次放入最終吸附量是沒有區別的，但是一次性都放進去了衣服放在哪？）所以是他矛盾才對吧，笑

2中胡給出的3次擬合非常沒有道理，我甚至猜不出什麼理由。因為吸附平衡是熱力學概念，可以從終態考慮。v吸附=v脫附，單個甲醛分子脫附可認為在給定溫度下幾率固定，故而v脫附與吸附的甲醛個數正比。而低甲醛濃度下很容易理解活性炭表面幾乎沒有甲醛，故而遊離的甲醛分子對活性炭表面的有效碰撞都會吸附在活性炭表面，碰撞幾率與空氣中甲醛含量正比。所以低濃度用一次擬合就可以了嘛，高濃度我猜測會是一個對數關係（儘管對數會無限增長，但因為甲醛濃度有上限，所以高濃度下增長到一個值附近就不會漲了）當然，胡的擬合上次x項係數遠大與多次項，可近似認為是一次擬合。此段只是做一個說明，對討論沒什麼影響。

第1點胡江海說的沒錯，這是熱力學非常基本的結論。可惜我不是這個意思。家居中甲醛與活性炭的問題更多是一個動力學過程。熱力學考慮的是終態，是反應的最終結果，至於反應什麼時間才會達到終態？t=∞（別跟我扯龐加萊回歸時間）。而實際反應中，沒人會等到天荒地老，動力學正是討論反應發生可能性與反應速度的。

吸附量的動力學計算異常繁瑣（實踐中更多是直接測定，推算需要對吸附曲線擬合再積分），又顯然這個數值會小於熱力學平衡假定下的吸附量，而前文已經解釋了我計算的數值作為下界的有效性。

5000倍還是略微超標但是持續釋放這個前提對於熱力學來說確實沒影響，但是動力學有區別。達到最終平衡的時間兩者都是t=∞，但是兩者進行程度不同步，或者換句話說給定有限時間，起始高濃度必然比起始低濃度吸附量更多。這否定了胡第5點的1條。

（其實同理，限定時間，同樣多碳包，分越多次放吸附越多）

不停釋放和局部空氣不流動說明家居環境不可能達到平衡，必定甲醛釋放處會搞一些，活性炭低一些，由此可以否定了胡第5點的2條。即空氣不流通會對活性炭吸附效果有負面影響。

總的來說胡 第5點設定過於理想化，與實際偏差難於估計，不過可以想像差距會異常驚人。我認為難以支撐「因此活性炭的作用是肯定有的，不過不是消滅甲醛，而是協助控制濃度」的結論。

第4點我放在最後，我在本文以及

活性炭在陽光下暴晒後恢復活性是否真實？是什麼原理？ - 小Qi 的回答 - 知乎

活性炭，活性炭會過期嗎？如何鑒別？能否重複利用？ - 小Qi 的回答 - 知乎

提及

活性炭能再生？....其實這句話是沒錯的，但是不是放在太陽底下就能完成的....太陽下晒晒.....有一定效果，但再生幾次過後還是換新的吧

重複利用是可以的，術語叫再生。但是太陽曬肯定不靠譜，個人認為家庭條件可以烤箱200C烘幾小時，應該有一定效果，不過我也提過，這東西太便宜，有時候莫不如扔掉。

（我查到的條件，要麼是有機溶劑洗，要麼高壓條件，要麼抽真空，要麼高溫800C以上，200C能再生到什麼程度可想而知，至於那些說太陽曬就能繼續用的，不是隨口胡來就是自我安慰吧？）

在實驗室可沒誰把活性炭（實驗室里幾乎不用活性炭，但是我們用沸石分子篩啊）放太陽底下再生的，至少也要放烘箱裡面。

其實或多或少給出了答案，我不否認活性炭可再生，但從操作性來說建議扔掉。

家庭可操作的條件下能給出一個更可取的再生方案么？我恐怕沒有。我倒是提議胡江海註明再生的工業級條件，免得造成「家裡的活性炭可以重複用」的誤解。

如果你有耐心看到此處，希望你通過胡的回答和我的回應對甲醛釋放和吸附問題會有一個更深的了解，究竟孰對孰錯並不那麼重要只是希望貼近事實。

下面是原回答

==2015.7版回答====

看了已有回答，忍不住想說幾句

首先說答案：理論上是能的

但是，往往我們在商店或者淘寶上購買的幾百克的小包裝的量是根本不夠的。

PS本圖只是說明這樣的小包活性炭對除醛作用不大，不代表否認上述品牌效果

解釋一下原因，活性炭作為一種比較低級的分子篩，吸附選擇性不高，吸附能力也不強。結果是除了有害物質啊，什麼二氧化碳什麼水蒸氣也都是有吸附的，而且吸附一會就飽和了，沒法繼續吸附了。 一定注意活性炭是有吸附量的，不能無限吸附。這是解釋很多事情的關鍵

而且不要以為把活性炭放在那就萬事大吉了。其實甲醛（也包括其它污染物）的釋放和吸收是動態平衡的。如果活性炭量一定並且不通風時候，甲醛的量最終（t=∞）會穩定在一個值。只有在不斷有新的吸收源（補充活性炭）的情況下，濃度才會下降。 也就是活性炭能有效吸附甲醛的前提是：你要準備大量的活性炭（需要多少見下文分析），定期更換。。。

很多人提到把活性炭放柜子里，結果味道還是很大。一種可能是活性炭量不大，一會就飽和了（更換活性炭）；另一個原因是空氣不流動，不能很快達到平衡（等待更長時間或者打開櫃門）。

如果屋內甲醛很多，那開窗通風是成本跟效果都最合理的選擇。 如果你不得不入住，或者存在一些死角，可以考慮活性炭吸附，因為成本不高（請淘寶搜索活性炭 10kg）。 而光觸媒、甲醛去除劑等手段，要謹慎考慮。有的純屬是騙人（比如這個漢紫去除甲醛的能力真的強於活性炭嗎？ - 小Qi 的回答），有的則屬於原理有效，實際效果存疑（比如光觸媒，可參見裝修污染治理方式有一種叫「光觸媒」的治理方法，是否確實有效？ - 小Qi 的回答）

當然，最有效的還是裝修時注意污染物問題，選擇達標產品（E1的板材就足夠了），使用環保建材（石塑地板、硅藻泥）等。防止甲醛等污染物超標。 而且嚴重推薦新風系統（只能在裝修之前安裝），比什麼空氣凈化器高到不知哪裡去了，價格並不貴多少（我家安裝的成本只有大約12,000，想想倆卧室一個客廳各備一個空氣凈化器是多少錢）

==========有關達標====== 甲醛達標也不一定意味安全。甲醛有很強的刺激性，甚至敏感的人在達標的室內也會產生反應。對於這些體質敏感的人，這個濃度的甲醛也會造成一定危害（某百科看的，不排除有誇大） 不過話說回來，這個國家標準的制定應該是考慮實際情況的。標準定得太高，人是安全了，沒有一款產品能達標，企業（利益集團）也會不高興的。 不過隨著技術提升，一些能達到高標準的企業為了技術壁壘也會推高標準。就比如E0，國家標準是沒這個說法的。。。

關於氣味： 我是徹底暈了，書上說的確實是無味，有刺激性。但是甲醛高濃度水溶液福爾馬林味道確實很大。低濃度純甲醛我沒接觸過，確實不知道什麼樣子。總之，裝修中刺激性氣味可能有一部分甲醛的功勞，也有苯、甲苯、芳環等物質的氣味。

而且我真想提醒你們，除了甲醛還有很多糟糕的裝修污染物，接比如這個苯。油漆、傢具都會釋放，強致癌，終生累積，這是連除學有機以外的化學狗都懼怕的物質。給你們看看苯的威力。。。。

甲苯、二甲苯的危害也不小，但是畢竟相對容易代謝，已經是小巫見大巫了。

==========幾個誤區========== 活性炭只能去除味道，不能去除有害物質？ 在某處見過這個說法。假如這個說法成立，那請問，有氣味但是沒危害的物質是什麼？沒氣味卻殘留的有害物質又是什麼？ 活性炭是能去除有害物質的，包括有氣味和沒有氣味的，也會吸附無害的物質。

活性炭能再生？ 有的淘寶賣家也在頁面是介紹了這個事情，但是你去阿里巴巴看看，好像沒有供應商這麼寫。其實這句話是沒錯的，但是不是放在太陽底下就能完成的。在實驗室裡面再生沸石分子篩也不是放太陽底下，至少也要放烘箱裡面。所以盲目相信太陽下晒晒就跟新的一樣還是放棄吧，有一定效果，但再生幾次過後還是換新的吧，搞不好曬太陽還會吸附PM2.5呢（開玩笑）。

竹炭優於活性炭？ 竹炭不過是以竹子為原料的活性炭，從原料說並無特殊，也不能帶來任何特殊功效。而且有來源指出，竹炭的吸附能力低於其他常見原料製備的商品活性炭。

甲醛吸附劑是否有效？ 我暫時沒查到有合適的化學物質能與甲醛反應消除甲醛。暫且認為市場上出售的甲醛吸附劑也是靠物理吸附除甲醛（如果讀者能提供可查證的確切產品，我會另外探討），則其也和活性炭一樣面臨吸附量問題。甲醛易溶於水，理論上大量水也能吸收甲醛，但此過程也需要長時間平衡（或著你有能力把屋子裡的空氣在水中洗一遍，而不是撒的滿地都是），並且此過程可逆，水蒸發之後還會釋放出甲醛（也就是把屋子裡的空氣在水中洗一遍，把水全收集起來，最後倒掉，才能實現除甲醛）。

==========仍然不太嚴謹的分析開始=========

最後提一下吸附量的問題，經 @airlice 提醒，不再使用之前既不嚴謹的推測方法，這裡取http://www.ijcea.org/papers/320-C00038.pdf 測定的數值。文章指出活性炭對甲醛有0.264 mg/g的吸附量（僅對文獻中活性炭有效）以這個數字作為參考。

（特別說明：因為當時寫答案時候在家，沒在學校，所以隨手搜到一篇。現在看這個文獻的取值有一定誤導性，空氣中甲醛國標是0.08mg/m^3，而文中吸附終了的濃度是8ppm）

<img src="https://pic3.zhimg.com/776121878aa644ec09796db56b1e38be_b.jpg" data-rawwidth_="409" data-rawheight="232" class="content_image" width_="409">ppm與mg/m^3不是直接的換算關係。。。如果要求吸附終了甲醛量達標，其吸附能力甚至可能只有上述數值的百分之幾！

ppm與mg/m^3不是直接的換算關係。。。如果要求吸附終了甲醛量達標，其吸附能力甚至可能只有上述數值的百分之幾！

活性炭能吸附自身質量萬分之2.6的甲醛。以該數值計算，100m^2層高2.8m房子計算，體積為280m^3，若原甲醛超標10倍，則需要約1kg活性炭將房子空氣中的甲醛降至標準（標準0.08mg/m^3）。 但是需要注意的是：該實驗測定的起始濃度高達330ppm（=436mg/m^3）且沒有甲醛源補充，實際房間甲醛不會超標如此之多（這是5000倍了），並且有甲醛源不停釋放，局部空氣不流動，其它物質干擾等因素；商品化的活性炭吸附性能一般不及實驗室中精確製備的樣品，這0.264 mg/g的吸附量還會大打折扣；實際需要的活性炭量可能達到數倍。

刨花板中甲醛含量，E1標準為小於9mg/100g。若一個板式傢具使用的板材恰好滿足E1標準（注意這一說法與傢具滿足E1標準不同），重量50kg，甲醛含量為4.5g。板式傢具都會使用雙飾面板材並封邊處理，上述E1板材能製作出符合E0要求的傢具（也就是說若傢具本身標示符合E1標準，其板材也可能使用E2標準刨花板製造，此規範詳見GB18580-2001，不過似乎今年要出新國標了）這部分甲醛需要幾年才能完全釋放，全程需要至少17kg活性炭才能實現。 故寄希望於完全使用活性炭消除甲醛是不可能的，其它消除方法上文已提及，不在累述。

======關於GB18583-2001的粗略解讀=======

<img src="https://pic1.zhimg.com/053883f89ea53c356ddfcafd2316ec40_b.jpg" data-rawwidth_="911" data-rawheight="438" class="content_image" width_="911" data-original="https://pic1.zhimg.com/053883f89ea53c356ddfcafd2316ec40_r.jpg">板材與傢具是否達標的試驗方法不同，

板材與傢具是否達標的試驗方法不同，板材的E1與傢具的E1概念差很多！！ 對於板材，只要求總甲醛含量；對於傢具地板，只要求釋放量（因為仲裁時候使用氣候箱法，氣候箱——測定穩態甲醛釋放量達標即肯定合格） 也就是一個板材含有很多甲醛的傢具，只要甲醛釋放的足夠慢，也可以是E1的；一個板材達標，但是釋放量有點多的傢具，哪怕3個月就能釋放完，也是不達標的（因為國標只測試28天或達到穩態），儘管這個傢具實際會更環保。。。

PS2： @李斯特 你的一個建議是錯的

<img src="https://pic3.zhimg.com/2ae795cdc3c6d8adc45dbc594c5d21ce_b.jpg" data-rawwidth_="746" data-rawheight="82" class="content_image" width_="746" data-original="https://pic3.zhimg.com/2ae795cdc3c6d8adc45dbc594c5d21ce_r.jpg">甲醛摩爾質量30g per mol，空氣平均摩爾質量是29g per mol。要是這點區別都能導致甲醛在低的地方聚集，那空氣中的氧氣氮氣早分層了。。。

甲醛摩爾質量30g per mol，空氣平均摩爾質量是29g per mol。要是這點區別都能導致甲醛在低的地方聚集，那空氣中的氧氣氮氣早分層了。。。

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