活性炭降解甲醛試驗

　　甲(jia)醛(quan)是一種(zhong)有(you)機化合物，可用(yong)于農業。在地表水(shui)中(zhong)可以(yi)檢測到相對(dui)較高水(shui)平的(de)(de)甲(jia)醛(quan)。事實上，據報道，在處理過(guo)的(de)(de)飲用(yong)水(shui)中(zhong)發現了微(wei)量(liang)聚乙醛(quan)的(de)(de)量(liang)，濃度(du)高達1微(wei)克(ke)-1，高于標準0.1微(wei)克(ke)大號-1。因此，我們必須找到對(dui)策，通常使用(yong)活性炭吸附。

　　飲用(yong)(yong)水中檢測到甲(jia)醛，濃(nong)(nong)度低(1)μgL -1)，該值(zhi)(zhi)高于標準要求。本文研究了(le)幾種材(cai)料的(de)(de)(de)(de)(de)效(xiao)果：活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)和(he)(he)摻入二(er)氧(yang)化(hua)鈦(tai)納(na)米的(de)(de)(de)(de)(de)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)，不同濃(nong)(nong)度的(de)(de)(de)(de)(de)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(C-1.5，C-40和(he)(he)C-80)這些(xie)吸附劑用(yong)(yong)于通過光(guang)(guang)催(cui)(cui)化(hua)氧(yang)化(hua)從水溶液中去(qu)除金屬醛。發現(xian)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)是*有(you)效(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)材(cai)料，其去(qu)除量幾乎超過90%。吸附數(shu)據和(he)(he)組裝(zhuang)Langmuir等溫模(mo)型，得到q 32米(*大/飽和(he)(he)吸附容量).258毫克值(zhi)(zhi)-1 L(Langmuir常數(shu))值(zhi)(zhi)為2.013 L mg-1。在動力學(xue)研究方面(mian)，活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)聚(ju)乙醛的(de)(de)(de)(de)(de)吸附與(yu)偽二(er)階方程(cheng)擬合良好，使(shi)吸附率常數(shu) ? 2的(de)(de)(de)(de)(de)0.023克值(zhi)(zhi)mg -1 分鐘 -這意(yi)味著快速吸附。納(na)米催(cui)(cui)化(hua)劑具有(you)相(xiang)同的(de)(de)(de)(de)(de)四聚(ju)乙醛濃(nong)(nong)度和(he)(he)0.2克L-氧(yang)化(hua)聚(ju)乙醛比活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)不太有(you)效(xiao) -1的(de)(de)(de)(de)(de)在UV光(guang)(guang)下材(cai)料的(de)(de)(de)(de)(de)進料濃(nong)(nong)度和(he)(he)與(yu)二(er)氧(yang)化(hua)鈦(tai)混合的(de)(de)(de)(de)(de)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(C-1.5)納(na)米催(cui)(cui)化(hua)劑實現(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)*大去(qu)除量為7.5 ppm約15%的(de)(de)(de)(de)(de)三聚(ju)氰胺溶液。

　　活(huo)性炭不(bu)能有(you)效降解金屬醛的(de)(de)原因可能是(shi)活(huo)性炭的(de)(de)粒度(du)和(he)表面積(ji)不(bu)適(shi)合去(qu)除金屬醛。因此(ci)，一種替(ti)代方(fang)法(fa)是(shi)使用(yong)粒度(du)小(xiao)于傳統活(huo)性炭的(de)(de)粉末活(huo)性炭，從而(er)為吸附提供更多(duo)的(de)(de)孔隙和(he)表面空(kong)間。

　　以下是我們實(shi)驗中使(shi)用的活性炭參數(shu)

　　金豐活(huo)性炭(tan)制造有限公(gong)司(si)生產工作中使(shi)用(yong)的商(shang)業（活(huo)性炭(tan)、脫色粉末活(huo)化）。碳源(yuan)為木炭(tan)，經認證(zheng)，*大使(shi)用(yong)水平為250 mg / L。此外(wai)，使(shi)用(yong)以下(xia)活(huo)性炭(tan)TiO 2納米催化劑：

　　具有1.5%活性(xing)炭(tan)(tan)，98.5%TiO 2(C-1.5)十六(liu)烷基(ji)三甲基(ji)溴化(hua)(hua)銨(CTAB)活性(xing)炭(tan)(tan)二(er)氧化(hua)(hua)鈦(tai)(活性(xing)炭(tan)(tan))TiO 2)納米催化(hua)(hua)劑。

　　具(ju)有40%活性(xing)炭，60%TiO 2(C-40)的CTAB活性(xing)炭混合改性(xing)TiO 2納米催化劑。

　　活(huo)性炭(tan)80%，活(huo)性炭(tan)20%TiO 2(C-80)的CTAB活(huo)性炭(tan)混合改性TiO 2納米催化劑。

　　制備金屬(shu)醛標準溶(rong)液

　　去(qu)離(li)子水用于整個(ge)實驗(yan)和(he)(he)樣品(pin)(pin)制備(bei)(bei)(bei)(bei)過(guo)(guo)程。這是(shi)(shi)因為去(qu)離(li)子水在反應過(guo)(guo)程中(zhong)可(ke)能含(han)有(you)高有(you)機含(han)量和(he)(he)光(guang)(guang)催化OH自由基(ji)反應會影響GC-MS分析。甲(jia)(jia)醛(quan)儲備(bei)(bei)(bei)(bei)溶(rong)液(ye)(ye)是(shi)(shi)通過(guo)(guo)一些參考方法制備(bei)(bei)(bei)(bei)的(de)。甲(jia)(jia)醛(quan)固體(0.1g)加入到100mL制備(bei)(bei)(bei)(bei)甲(jia)(jia)醇10000ppm儲屬醛(quan)儲備(bei)(bei)(bei)(bei)溶(rong)液(ye)(ye)。儲備(bei)(bei)(bei)(bei)溶(rong)液(ye)(ye)可(ke)以是(shi)(shi)1和(he)(he)10℃儲存時間長達一年。對于每個(ge)光(guang)(guang)催化實驗(yan)，用去(qu)離(li)子水稀(xi)釋(shi)不(bu)同量的(de)儲備(bei)(bei)(bei)(bei)溶(rong)液(ye)(ye)mL制備(bei)(bei)(bei)(bei)不(bu)同金(jin)屬醛(quan)濃度的(de)樣品(pin)(pin)溶(rong)液(ye)(ye)。金(jin)屬醛(quan)濃度范圍為0.1?15ppm。

　　圖(tu)1顯(xian)示(shi)活(huo)性炭(tan)掃描電子顯(xian)微(wei)鏡(jing)(SEM)圖(tu)像顯(xian)示(shi)了活(huo)性炭(tan)的(de)(de)結構(gou)和表面特征(zheng)。圖(tu)像顯(xian)示(shi)活(huo)性炭(tan)顆粒(li)的(de)(de)平均尺寸約為20nm，這些顆粒(li)聚集在一起，形(xing)成(cheng)平均尺寸為25μm角形(xing)簇(cu)。孔隙率為17.78%。從SEM圖(tu)像，簇(cu)的(de)(de)表面是(shi)平的(de)(de)，粗糙的(de)(de)，多孔的(de)(de)。

　　用活性炭降解甲醛

　　活性炭(0.1g)，在UV-C光(guang)下，在0.1,0.5,1,5和10ppm不同制備的(de)初(chu)始濃度(du)的(de)甲(jia)醛樣品應處理(li)2小時。圖2比較活性炭處理(li)后聚乙(yi)醛的(de)濃度(du)。活性炭能有效地去除溶液中的(de)甲(jia)醛，特(te)別是初(chu)始濃度(du)較低的(de)0.1,0.5和1ppm(p <0.05)。

　　活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭與活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭混合TiO 2(C-1.5)，C-40和C-活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭是金(jin)屬醛降解(jie)*有效(xiao)(xiao)的(de)(de)材(cai)料中(zhong)，活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭是降解(jie)金(jin)屬醛*有效(xiao)(xiao)的(de)(de)材(cai)料。在0.1，0.5，1，5，和10ppm，活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭時間(jian)研究(jiu)的(de)(de)濃(nong)(nong)(nong)度范(fan)圍(wei)為0.2克(ke)L-負載(zai)濃(nong)(nong)(nong)度-1表明(ming)，在低濃(nong)(nong)(nong)度高(gao)于濃(nong)(nong)(nong)度的(de)(de)情況下，去(qu)(qu)除四聚(ju)乙醛更(geng)為明(ming)顯。甲(jia)醛溶液(ye)初始濃(nong)(nong)(nong)度的(de)(de)增(zeng)加不會導致甲(jia)醛去(qu)(qu)除更(geng)有效(xiao)(xiao)。隨著甲(jia)醛溶液(ye)初始濃(nong)(nong)(nong)度的(de)(de)增(zeng)加，活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭去(qu)(qu)除金(jin)屬醛減(jian)少。使(shi)用活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭通過吸附去(qu)(qu)除金(jin)屬醛和Langmuir動(dong)力學模型匹配得當(dang)q m值為32.258mg g-1，K L值為2.013 L mg -1.說明(ming)吸附有利(li)于去(qu)(qu)除金(jin)屬醛。活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭聚(ju)乙醛的(de)(de)吸附非常適合偽二級動(dong)力學，并給出(chu) 2的(de)(de)0.023克(ke)值毫克(ke)-1 分鐘-1表明(ming)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭能在短時間(jian)內有效(xiao)(xiao)去(qu)(qu)除四聚(ju)乙醛。

　　與活性(xing)炭相比，活性(xing)炭混合TiO 2(C-1.5，C-40和(he)C-80)在研究濃度范圍內(nei)，催化劑負載(zai)濃度、光強度和(he)反應時間對(dui)通過(guo)光催化去除溶液中(zhong)的甲醛(quan)無效。

　　對(dui)(dui)UV-C對(dui)(dui)光(guang)(guang)的影響(xiang)和(he)納米催化(hua)(hua)劑(ji)碳含(han)量增(zeng)加的分析表明(ming)，(1)單(dan)獨UV-C光(guang)(guang)對(dui)(dui)去(qu)(qu)除(chu)(chu)金屬(shu)醛(quan)(quan)沒有(you)(you)影響(xiang)，(2)增(zeng)加納米催化(hua)(hua)劑(ji)碳含(han)量僅(jin)略微(wei)促進甲醛(quan)(quan)降解(jie)(約4%)。然而，在(zai)黑暗條件下(xia)(xia)，單(dan)獨的活性炭去(qu)(qu)除(chu)(chu)77%的甲醛(quan)(quan)UV-C它(ta)可(ke)(ke)以(yi)在(zai)光(guang)(guang)下(xia)(xia)去(qu)(qu)除(chu)(chu)81%以(yi)上。甲醛(quan)(quan)可(ke)(ke)通過吸附活性炭去(qu)(qu)除(chu)(chu)。然而，它(ta)會(hui)在(zai)UV-C光(guang)(guang)下(xia)(xia)工(gong)作(zuo)更(geng)有(you)(you)效。從本(ben)研究中可(ke)(ke)以(yi)看(kan)出，UV-C光(guang)(guang)強，甲醛(quan)(quan)溶液pH值、反應時間、物(wu)質負應時間、物(wu)質負載濃度等參數，找出甲醛(quan)(quan)降解(jie)的*佳參數。