本文主要研究米家全效空气净化器Ultra的甲醛净化技术。

小米在9月26日发布了米家全效空气净化器Ultra，这款产品让我比较感兴趣，它使用了中科院过程所研发的“醛能解”催化分解甲醛技术，能够在「常温常压下」，不需要添加「任何额外能量」，就能将甲醛分解成「水和二氧化碳」，1小时甲醛去除率为「99.05%」，无副产物生成，并且除甲醛「滤网无需更换」。

以上内容，或许挺多人只是当做产品宣传，但对有除醛需求的人来说，会关心小米是怎么做到的。

目前家用空气净化器的甲醛净化，低端产品靠物理吸附（活性炭），吸附甲醛的载体会饱和；中高端净化器靠物理吸附 化学反应（氨基酸），和甲醛发生化学反应的氨基酸也会消耗掉，所以都需要定期更换滤网，使用成本比较高。

甲醛的催化技术，是用催化剂让甲醛和空气中的氧气发生反应，生成水和二氧化碳，我们学过化学，催化剂在化学反应中不会被消耗，所以一旦有合适的催化剂，理论上就能一直净化甲醛。

划重点：凡是催化除醛，产物就只有水和二氧化碳，只要产生别的成份都是化学反应。

因此，米家全效空气净化器Ultra，等于解决了「常温下甲醛催化氧化技术」，这是业界难题，也是公认很有“钱景”的领域，众多科研机构都在研究探索，目前中科院生态环境中心、中科院过程所的研究成果取得了较大突破。

我和朋友们都比较关注，米家全效空气净化器Ultra用的是哪种催化剂，有幸小米的朋友帮协调了一台样机，让我自己研究。

目前家电产品，包括空气净化器、新风机、空调等，使用的甲醛净化技术主要是这几种。

就是开窗，或者用新风机，引入新鲜空气稀释室内甲醛浓度。缺点是开窗受限于条件，如果天气太冷、太热、空气质量差，就无法开窗。

新风机如果每小时把室内空气换气一次，可以降低甲醛浓度约40%，每小时两次换气可降低约70%。效果比较好，只是壁挂新风机适合单个房间，全屋效果打折扣，管道新风机适合全屋价格又比较贵。

采用高比表面积材料吸附甲醛，最常见的就是活性炭，除了甲醛，活性炭还可吸附苯系物（苯，甲苯、乙苯、二甲苯）等其它气态污染物，还能除异味。

缺点：活性炭的问题是治标不治本，吸附材料会饱和，要定期更换；当气温升高和风速增大时，被吸附的甲醛会溢出产生二次污染。目前低端空气净化器使用夹炭布、夹硅布滤网，使用几天到一个月后容易出现酸味；效果比较好的蜂窝活性炭价格比较贵。

目前大部分空气净化器，不止靠物理吸附，还会使用氨基酸溶液浸泡甲醛吸收滤网，氨基酸与甲醛发生化学反应发生固化，除甲醛效率更高，也避免甲醛二次溢出。

缺点：化学试剂既会逐渐消耗，也会自然衰减，滤网使用一段时间后也需要更换。

目前中高端空气净化器的除醛滤网，大多是含有氨基酸的活性炭材质，如352 X86c就是在滤网上载有缓释氨基酸除甲醛。

等离子催化(负离子)

通过高压静电场、高频电场等方法使空气电离，产生的负离子具有强氧化性，可以打开甲醛等污染气体分子的化学键，起到净化作用。

缺点：负离子存在时间比较短，效率比较低，需要持续生产负离子才有效果。对空气放电容易产生臭氧、氮氧化物等二次污染物，虽然发生量比较小，但也要考虑污染物的处理。

光催化需要先吸附再催化，将纳米尺度二氧化钛光催化剂，固化在空气净化器的滤芯上，在紫外线光源激发下，二氧化钛的活性氢氧自由基和超氧自由基，室内常温就可分解甲醛。

缺点：甲醛浓度过高时会损坏催化剂，需要控制吸附滤网中甲醛的释放速度。

光催化目前有一定效果，存在优化空间，应用前景广阔，目前戴森等厂商已申请光催化空气净化器专利。

使用催化剂让甲醛和空气中的氧气发生反应，生成水和二氧化碳，催化剂活性和温度有关，其中300℃以上高温热催化在工业废气处理上早已广泛应用，可15~25℃常温催化技术是业界难题。

贵金属是常见的气体催化氧化剂，氢气、和氧气的催化都依靠贵金属。

在贵金属催化甲醛技术上，2006年，中科院生态环境中心贺泓(院士)、张长斌等，用贵金属Pt(铂)作为催化剂，以TiO2(二氧化钛)、或MnO2(二氧化锰)陶瓷为载体，添加碱金属（钠、钾、锂等），在世界范围内首次实现了在15~25℃室温环境，100%催化分解甲醛。

贵金属催化剂在常温催化分解甲醛，这是一项较大技术突破，但铂就是白金，价格贵，1克售价近400元。2011年，中科院过程所带头，联合中科院生态环境中心，研发用于办公室和会议室的空气净化器，就使用了铂催化剂，这款净化器成本在8000元~1万元。价格限制了贵金属催化的普及。

在贵金属催化剂出现后，随着进一步研究发现，作为贵金属载体的锰氧化物，在特定结晶形态下，也有比较好的催化甲醛效果。科研方向出现两个分支，一边继续研究铂的替代品，另一边是锰氧化物等研究催化剂载体。

锰氧化物催化剂中，效果较为理想的是六方锰矿和水钠锰矿。

六方锰矿和隐钾锰矿/锰钠矿：在室温环境对高浓度甲醛的转化效率为80%，戴森净化器使用该技术。

水钠锰矿型二氧化锰：纳米尺度的δ-MnO2粉末在50℃时，对高浓度甲醛转化效率为37%。清华大学在2015年，将水钠锰矿负载到多孔聚酯纤维基过滤棉上，在室温下甲醛转化率为94%。

总体来说，锰氧化物在甲醛浓度高时转化效果更为理想，并且成本不高，水钠锰矿在自然界土壤中九广泛存在。

基于以上原理，再研究到手的米家全效空气净化器Ultra，基本可以判定，米家全效空气净化器Ultra是以水钠锰矿型二氧化锰为核心的甲醛净化技术，同时等离子催化技术也起到一定效果。