活性炭降解甲醛試驗

　　甲醛(quan)是一種有機化合物，可(ke)用于農業。在地表水(shui)中(zhong)(zhong)可(ke)以檢測到(dao)(dao)相對較(jiao)高水(shui)平的(de)甲醛(quan)。事實上，據報道，在處理過(guo)的(de)飲用水(shui)中(zhong)(zhong)發現了微量聚乙醛(quan)的(de)量，濃(nong)度(du)高達1微克-1，高于標準0.1微克大號-1。因(yin)此，我們(men)必須(xu)找到(dao)(dao)對策，通(tong)常使用活性炭(tan)吸附。

　　飲(yin)用水中(zhong)檢測(ce)到(dao)甲醛(quan)，濃(nong)(nong)度(du)(du)低(di)(1)μgL -1)，該(gai)值(zhi)高于標準要求(qiu)。本文研究了幾種材(cai)料(liao)的效(xiao)果：活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)和(he)(he)(he)摻入二(er)氧(yang)(yang)化鈦納米(mi)(mi)的活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)，不同(tong)濃(nong)(nong)度(du)(du)的活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(C-1.5，C-40和(he)(he)(he)C-80)這(zhe)些(xie)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)劑(ji)用于通過(guo)光(guang)催化氧(yang)(yang)化從水溶液中(zhong)去除金屬醛(quan)。發現活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)是(shi)*有效(xiao)的材(cai)料(liao)，其去除量幾乎超過(guo)90%。吸(xi)(xi)附(fu)(fu)數據和(he)(he)(he)組(zu)裝Langmuir等溫模型，得(de)到(dao)q 32米(mi)(mi)(*大/飽(bao)和(he)(he)(he)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)容量).258毫克值(zhi)-1 L(Langmuir常數)值(zhi)為(wei)2.013 L mg-1。在動力學研究方面(mian)，活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)聚(ju)乙醛(quan)的吸(xi)(xi)附(fu)(fu)與(yu)偽二(er)階方程擬合良好，使吸(xi)(xi)附(fu)(fu)率(lv)常數 ? 2的0.023克值(zhi)mg -1 分鐘 -這(zhe)意味著快(kuai)速吸(xi)(xi)附(fu)(fu)。納米(mi)(mi)催化劑(ji)具(ju)有相同(tong)的四聚(ju)乙醛(quan)濃(nong)(nong)度(du)(du)和(he)(he)(he)0.2克L-氧(yang)(yang)化聚(ju)乙醛(quan)比活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)不太有效(xiao) -1的在UV光(guang)下材(cai)料(liao)的進料(liao)濃(nong)(nong)度(du)(du)和(he)(he)(he)與(yu)二(er)氧(yang)(yang)化鈦混合的活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(C-1.5)納米(mi)(mi)催化劑(ji)實現的*大去除量為(wei)7.5 ppm約15%的三(san)聚(ju)氰胺溶液。

　　活性炭不能有效(xiao)降解金屬醛的(de)原因可能是(shi)活性炭的(de)粒度和表面積(ji)不適合去除金屬醛。因此，一種替代方法是(shi)使用粒度小于傳統(tong)活性炭的(de)粉(fen)末活性炭，從而(er)為吸附提供更(geng)多的(de)孔隙和表面空間。

　　以下(xia)是我(wo)們實驗中使(shi)用(yong)的活性炭參數(shu)

　　金豐活性(xing)炭制造有(you)限(xian)公(gong)司生產工作中使用的商業（活性(xing)炭、脫(tuo)色(se)粉末活化）。碳源為(wei)木炭，經認證，*大(da)使用水平為(wei)250 mg / L。此(ci)外，使用以(yi)下活性(xing)炭TiO 2納米催化劑：

　　具有1.5%活性(xing)炭，98.5%TiO 2(C-1.5)十六烷基(ji)三甲基(ji)溴(xiu)化(hua)銨(CTAB)活性(xing)炭二氧化(hua)鈦(活性(xing)炭)TiO 2)納米催化(hua)劑。

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

　　活(huo)性(xing)炭80%，活(huo)性(xing)炭20%TiO 2(C-80)的CTAB活(huo)性(xing)炭混合改性(xing)TiO 2納米催化劑。

　　制備金(jin)屬醛(quan)標準(zhun)溶液

　　去(qu)離子(zi)水用(yong)(yong)于(yu)整(zheng)個實(shi)驗(yan)和樣(yang)品(pin)制備過(guo)程(cheng)。這是因為去(qu)離子(zi)水在(zai)反(fan)應(ying)過(guo)程(cheng)中可能含(han)有高(gao)有機含(han)量和光催化(hua)(hua)OH自由(you)基反(fan)應(ying)會(hui)影響(xiang)GC-MS分(fen)析。甲醛(quan)儲(chu)(chu)備溶(rong)液(ye)是通過(guo)一些參考(kao)方法制備的。甲醛(quan)固體(0.1g)加入到(dao)100mL制備甲醇(chun)10000ppm儲(chu)(chu)屬(shu)醛(quan)儲(chu)(chu)備溶(rong)液(ye)。儲(chu)(chu)備溶(rong)液(ye)可以是1和10℃儲(chu)(chu)存時間長(chang)達一年。對于(yu)每(mei)個光催化(hua)(hua)實(shi)驗(yan)，用(yong)(yong)去(qu)離子(zi)水稀釋不(bu)同量的儲(chu)(chu)備溶(rong)液(ye)mL制備不(bu)同金屬(shu)醛(quan)濃度的樣(yang)品(pin)溶(rong)液(ye)。金屬(shu)醛(quan)濃度范圍(wei)為0.1?15ppm。

　　圖(tu)(tu)1顯示活(huo)性炭掃描(miao)電子顯微(wei)鏡(SEM)圖(tu)(tu)像顯示了活(huo)性炭的(de)(de)結構(gou)和表面(mian)特征(zheng)。圖(tu)(tu)像顯示活(huo)性炭顆粒的(de)(de)平(ping)均尺(chi)寸約為20nm，這些顆粒聚集(ji)在一起(qi)，形成平(ping)均尺(chi)寸為25μm角形簇。孔(kong)隙率為17.78%。從(cong)SEM圖(tu)(tu)像，簇的(de)(de)表面(mian)是平(ping)的(de)(de)，粗糙(cao)的(de)(de)，多孔(kong)的(de)(de)。

　　用(yong)活性炭降解甲醛

　　活性(xing)炭(tan)(tan)(0.1g)，在UV-C光下，在0.1,0.5,1,5和(he)10ppm不同(tong)制備的初始濃度的甲醛(quan)(quan)樣(yang)品應處理2小時(shi)。圖2比較活性(xing)炭(tan)(tan)處理后聚(ju)乙(yi)醛(quan)(quan)的濃度。活性(xing)炭(tan)(tan)能有(you)效地去除溶液(ye)中的甲醛(quan)(quan)，特別是初始濃度較低(di)的0.1,0.5和(he)1ppm(p <0.05)。

　　活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)與活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)混(hun)合TiO 2(C-1.5)，C-40和(he)C-活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)是金屬(shu)醛(quan)(quan)(quan)(quan)(quan)(quan)降解*有(you)效(xiao)(xiao)的材料(liao)中(zhong)，活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)是降解金屬(shu)醛(quan)(quan)(quan)(quan)(quan)(quan)*有(you)效(xiao)(xiao)的材料(liao)。在(zai)0.1，0.5，1，5，和(he)10ppm，活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)時間(jian)研(yan)究的濃(nong)(nong)度(du)范圍為0.2克L-負載濃(nong)(nong)度(du)-1表明(ming)(ming)(ming)，在(zai)低濃(nong)(nong)度(du)高于濃(nong)(nong)度(du)的情(qing)況(kuang)下，去除(chu)四聚(ju)乙(yi)醛(quan)(quan)(quan)(quan)(quan)(quan)更(geng)(geng)為明(ming)(ming)(ming)顯。甲(jia)醛(quan)(quan)(quan)(quan)(quan)(quan)溶(rong)(rong)液(ye)(ye)初始(shi)濃(nong)(nong)度(du)的增(zeng)加不會導致甲(jia)醛(quan)(quan)(quan)(quan)(quan)(quan)去除(chu)更(geng)(geng)有(you)效(xiao)(xiao)。隨(sui)著甲(jia)醛(quan)(quan)(quan)(quan)(quan)(quan)溶(rong)(rong)液(ye)(ye)初始(shi)濃(nong)(nong)度(du)的增(zeng)加，活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)去除(chu)金屬(shu)醛(quan)(quan)(quan)(quan)(quan)(quan)減少。使用活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)通過吸(xi)(xi)附(fu)去除(chu)金屬(shu)醛(quan)(quan)(quan)(quan)(quan)(quan)和(he)Langmuir動力(li)學模型匹配得當q m值為32.258mg g-1，K L值為2.013 L mg -1.說明(ming)(ming)(ming)吸(xi)(xi)附(fu)有(you)利于去除(chu)金屬(shu)醛(quan)(quan)(quan)(quan)(quan)(quan)。活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)聚(ju)乙(yi)醛(quan)(quan)(quan)(quan)(quan)(quan)的吸(xi)(xi)附(fu)非常適(shi)合偽二級動力(li)學，并(bing)給(gei)出 2的0.023克值毫克-1 分鐘-1表明(ming)(ming)(ming)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)能(neng)在(zai)短時間(jian)內(nei)有(you)效(xiao)(xiao)去除(chu)四聚(ju)乙(yi)醛(quan)(quan)(quan)(quan)(quan)(quan)。

　　與活性炭(tan)相比，活性炭(tan)混合TiO 2(C-1.5，C-40和(he)C-80)在研究濃度范圍(wei)內，催化劑負(fu)載濃度、光強度和(he)反應時間對通(tong)過光催化去除(chu)溶液中的甲醛無效。

　　對UV-C對光(guang)的(de)影響和納米(mi)催(cui)化(hua)劑(ji)碳含量增(zeng)加(jia)的(de)分(fen)析表明，(1)單獨UV-C光(guang)對去(qu)(qu)除金屬(shu)醛(quan)(quan)沒有影響，(2)增(zeng)加(jia)納米(mi)催(cui)化(hua)劑(ji)碳含量僅略微促進甲(jia)(jia)醛(quan)(quan)降解(jie)(約4%)。然而，在(zai)黑暗條(tiao)件下(xia)，單獨的(de)活(huo)(huo)性炭(tan)去(qu)(qu)除77%的(de)甲(jia)(jia)醛(quan)(quan)UV-C它可以在(zai)光(guang)下(xia)去(qu)(qu)除81%以上。甲(jia)(jia)醛(quan)(quan)可通過吸附(fu)活(huo)(huo)性炭(tan)去(qu)(qu)除。然而，它會在(zai)UV-C光(guang)下(xia)工作更有效。從本研究中可以看出(chu)(chu)，UV-C光(guang)強，甲(jia)(jia)醛(quan)(quan)溶液pH值(zhi)、反應時間、物質(zhi)負應時間、物質(zhi)負載濃度等參(can)數，找出(chu)(chu)甲(jia)(jia)醛(quan)(quan)降解(jie)的(de)*佳(jia)參(can)數。