活性炭降解甲醛試驗

　　甲醛(quan)(quan)是一種有機化合物，可(ke)用(yong)于(yu)農業。在地表(biao)水中可(ke)以檢測到相(xiang)對較高水平的(de)甲醛(quan)(quan)。事(shi)實上，據報道，在處理過的(de)飲用(yong)水中發現了(le)微量(liang)(liang)聚乙醛(quan)(quan)的(de)量(liang)(liang)，濃(nong)度高達(da)1微克(ke)-1，高于(yu)標準0.1微克(ke)大號-1。因此(ci)，我們(men)必須找到對策，通常(chang)使用(yong)活(huo)性炭吸附。

　　飲用(yong)(yong)水中(zhong)檢測到甲(jia)醛(quan)，濃(nong)度(du)低(di)(1)μgL -1)，該值高于(yu)標準(zhun)要求。本(ben)文(wen)研(yan)究(jiu)了幾種(zhong)材料的(de)(de)(de)效果：活性炭(tan)(tan)(tan)和摻入二(er)氧化(hua)鈦(tai)(tai)納(na)米的(de)(de)(de)活性炭(tan)(tan)(tan)，不(bu)同濃(nong)度(du)的(de)(de)(de)活性炭(tan)(tan)(tan)(C-1.5，C-40和C-80)這些吸(xi)附劑(ji)用(yong)(yong)于(yu)通(tong)過光催化(hua)氧化(hua)從水溶液中(zhong)去除(chu)金屬醛(quan)。發(fa)現(xian)活性炭(tan)(tan)(tan)是*有效的(de)(de)(de)材料，其去除(chu)量幾乎超過90%。吸(xi)附數據和組(zu)裝Langmuir等溫(wen)模型，得到q 32米(*大/飽和吸(xi)附容量).258毫克值-1 L(Langmuir常數)值為2.013 L mg-1。在動力(li)學研(yan)究(jiu)方(fang)面，活性炭(tan)(tan)(tan)聚乙醛(quan)的(de)(de)(de)吸(xi)附與(yu)偽二(er)階方(fang)程擬合(he)良好，使吸(xi)附率常數 ? 2的(de)(de)(de)0.023克值mg -1 分(fen)鐘 -這意(yi)味著快速吸(xi)附。納(na)米催化(hua)劑(ji)具有相同的(de)(de)(de)四聚乙醛(quan)濃(nong)度(du)和0.2克L-氧化(hua)聚乙醛(quan)比(bi)活性炭(tan)(tan)(tan)不(bu)太(tai)有效 -1的(de)(de)(de)在UV光下材料的(de)(de)(de)進(jin)料濃(nong)度(du)和與(yu)二(er)氧化(hua)鈦(tai)(tai)混(hun)合(he)的(de)(de)(de)活性炭(tan)(tan)(tan)(C-1.5)納(na)米催化(hua)劑(ji)實現(xian)的(de)(de)(de)*大去除(chu)量為7.5 ppm約(yue)15%的(de)(de)(de)三(san)聚氰(qing)胺溶液。

　　活(huo)性炭不能有效降解金屬(shu)醛的原因可能是活(huo)性炭的粒度和(he)表面積不適合去(qu)除(chu)金屬(shu)醛。因此(ci)，一種替代方法是使(shi)用粒度小于傳統(tong)活(huo)性炭的粉(fen)末(mo)活(huo)性炭，從而為(wei)吸附提供(gong)更多的孔隙(xi)和(he)表面空間。

　　以(yi)下是(shi)我(wo)們實驗中使用(yong)的活(huo)性(xing)炭參數(shu)

　　金豐活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)制(zhi)造(zao)有限公(gong)司生產工作中(zhong)使用的商業（活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)、脫(tuo)色粉(fen)末活(huo)(huo)化）。碳源為木(mu)炭(tan)，經(jing)認證，*大使用水平為250 mg / L。此外，使用以(yi)下(xia)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)TiO 2納米催(cui)化劑(ji)：

　　具(ju)有1.5%活(huo)性(xing)炭(tan)，98.5%TiO 2(C-1.5)十(shi)六烷基(ji)三甲(jia)基(ji)溴化(hua)銨(CTAB)活(huo)性(xing)炭(tan)二氧化(hua)鈦(活(huo)性(xing)炭(tan))TiO 2)納米催化(hua)劑。

　　具有40%活(huo)性(xing)(xing)炭，60%TiO 2(C-40)的CTAB活(huo)性(xing)(xing)炭混合改性(xing)(xing)TiO 2納米(mi)催化(hua)劑(ji)。

　　活性(xing)炭(tan)80%，活性(xing)炭(tan)20%TiO 2(C-80)的CTAB活性(xing)炭(tan)混合改性(xing)TiO 2納米催化劑。

　　制備金屬(shu)醛標準溶液

　　去(qu)離(li)(li)子(zi)水用于整個實驗和(he)樣(yang)品制(zhi)(zhi)備(bei)過(guo)程。這(zhe)是(shi)因(yin)為去(qu)離(li)(li)子(zi)水在反應過(guo)程中可能含(han)有(you)高(gao)有(you)機含(han)量和(he)光(guang)催(cui)化(hua)OH自由基反應會(hui)影響GC-MS分析。甲醛儲(chu)(chu)備(bei)溶(rong)液(ye)是(shi)通過(guo)一些(xie)參(can)考方法(fa)制(zhi)(zhi)備(bei)的。甲醛固體(0.1g)加入到100mL制(zhi)(zhi)備(bei)甲醇10000ppm儲(chu)(chu)屬醛儲(chu)(chu)備(bei)溶(rong)液(ye)。儲(chu)(chu)備(bei)溶(rong)液(ye)可以是(shi)1和(he)10℃儲(chu)(chu)存時間長達一年。對于每個光(guang)催(cui)化(hua)實驗，用去(qu)離(li)(li)子(zi)水稀釋(shi)不同(tong)量的儲(chu)(chu)備(bei)溶(rong)液(ye)mL制(zhi)(zhi)備(bei)不同(tong)金屬醛濃(nong)度的樣(yang)品溶(rong)液(ye)。金屬醛濃(nong)度范圍(wei)為0.1?15ppm。

　　圖1顯(xian)示(shi)活性炭掃描電子(zi)顯(xian)微鏡(SEM)圖像顯(xian)示(shi)了活性炭的結構和表面特征。圖像顯(xian)示(shi)活性炭顆(ke)粒的平均尺寸約為20nm，這些顆(ke)粒聚(ju)集在(zai)一起，形成平均尺寸為25μm角形簇。孔(kong)(kong)隙率(lv)為17.78%。從SEM圖像，簇的表面是平的，粗糙(cao)的，多孔(kong)(kong)的。

　　用活性炭降(jiang)解甲醛(quan)

　　活性炭(0.1g)，在UV-C光下，在0.1,0.5,1,5和10ppm不(bu)同制(zhi)備的初始(shi)濃(nong)度的甲醛(quan)樣品應處(chu)理2小時(shi)。圖(tu)2比較活性炭處(chu)理后聚乙醛(quan)的濃(nong)度。活性炭能有效地去(qu)除溶液(ye)中的甲醛(quan)，特別是初始(shi)濃(nong)度較低的0.1,0.5和1ppm(p <0.05)。

　　活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)與活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)混合TiO 2(C-1.5)，C-40和(he)(he)C-活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)是金(jin)屬(shu)(shu)醛(quan)降解*有(you)效(xiao)的(de)材(cai)料中，活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)是降解金(jin)屬(shu)(shu)醛(quan)*有(you)效(xiao)的(de)材(cai)料。在0.1，0.5，1，5，和(he)(he)10ppm，活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)時間研究的(de)濃(nong)度(du)范圍為0.2克L-負載(zai)濃(nong)度(du)-1表明，在低濃(nong)度(du)高于濃(nong)度(du)的(de)情況下，去(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)四聚(ju)乙(yi)醛(quan)更(geng)為明顯。甲(jia)醛(quan)溶液初始濃(nong)度(du)的(de)增(zeng)(zeng)加不會導致甲(jia)醛(quan)去(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)更(geng)有(you)效(xiao)。隨(sui)著甲(jia)醛(quan)溶液初始濃(nong)度(du)的(de)增(zeng)(zeng)加，活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)去(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)金(jin)屬(shu)(shu)醛(quan)減少。使用(yong)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)通過(guo)吸附(fu)去(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)金(jin)屬(shu)(shu)醛(quan)和(he)(he)Langmuir動(dong)力學模型(xing)匹配得當q m值(zhi)為32.258mg g-1，K L值(zhi)為2.013 L mg -1.說明吸附(fu)有(you)利于去(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)金(jin)屬(shu)(shu)醛(quan)。活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)聚(ju)乙(yi)醛(quan)的(de)吸附(fu)非常適合偽二級動(dong)力學，并給出 2的(de)0.023克值(zhi)毫克-1 分鐘-1表明活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)能在短時間內(nei)有(you)效(xiao)去(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)四聚(ju)乙(yi)醛(quan)。

　　與(yu)活性炭(tan)相(xiang)比(bi)，活性炭(tan)混合TiO 2(C-1.5，C-40和(he)C-80)在研究濃度(du)(du)范(fan)圍內，催化(hua)劑負載濃度(du)(du)、光強(qiang)度(du)(du)和(he)反應時間對通過光催化(hua)去除溶液中的甲醛(quan)無效。

　　對(dui)UV-C對(dui)光(guang)(guang)的影(ying)響和(he)納(na)米催化劑(ji)碳(tan)含(han)量增加的分析表明，(1)單獨(du)UV-C光(guang)(guang)對(dui)去(qu)(qu)除金(jin)屬醛(quan)沒(mei)有(you)影(ying)響，(2)增加納(na)米催化劑(ji)碳(tan)含(han)量僅(jin)略微促進甲(jia)醛(quan)降(jiang)解(約4%)。然而(er)，在黑暗(an)條件下，單獨(du)的活(huo)性炭(tan)去(qu)(qu)除77%的甲(jia)醛(quan)UV-C它(ta)可(ke)以在光(guang)(guang)下去(qu)(qu)除81%以上。甲(jia)醛(quan)可(ke)通過吸附活(huo)性炭(tan)去(qu)(qu)除。然而(er)，它(ta)會在UV-C光(guang)(guang)下工(gong)作(zuo)更有(you)效。從(cong)本研(yan)究中可(ke)以看出，UV-C光(guang)(guang)強，甲(jia)醛(quan)溶液pH值、反應時間(jian)、物(wu)質負應時間(jian)、物(wu)質負載濃度(du)等參數，找出甲(jia)醛(quan)降(jiang)解的*佳(jia)參數。