活性炭降解甲醛試驗

　　甲醛(quan)是一種有機化(hua)合物，可用(yong)(yong)于農業。在地表水中可以檢測到相對(dui)較高(gao)水平的甲醛(quan)。事實上，據報道，在處(chu)理(li)過的飲用(yong)(yong)水中發(fa)現(xian)了微(wei)(wei)量聚乙(yi)醛(quan)的量，濃度高(gao)達1微(wei)(wei)克-1，高(gao)于標準0.1微(wei)(wei)克大號-1。因此，我們必須找到對(dui)策，通常使用(yong)(yong)活性炭吸附(fu)。

　　飲用水中檢測到甲醛(quan)，濃度(du)低(1)μgL -1)，該值(zhi)高于標準要求。本文(wen)研究了(le)幾(ji)種材料(liao)的(de)(de)(de)效(xiao)果：活性(xing)(xing)炭(tan)和(he)(he)摻入(ru)二氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鈦納米(mi)的(de)(de)(de)活性(xing)(xing)炭(tan)，不同濃度(du)的(de)(de)(de)活性(xing)(xing)炭(tan)(C-1.5，C-40和(he)(he)C-80)這些吸(xi)附(fu)(fu)(fu)劑用于通過光催化(hua)(hua)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)從(cong)水溶液中去除金(jin)屬醛(quan)。發現活性(xing)(xing)炭(tan)是*有效(xiao)的(de)(de)(de)材料(liao)，其去除量(liang)幾(ji)乎超(chao)過90%。吸(xi)附(fu)(fu)(fu)數據和(he)(he)組裝Langmuir等溫模型，得到q 32米(mi)(*大(da)/飽(bao)和(he)(he)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)容(rong)量(liang)).258毫克(ke)值(zhi)-1 L(Langmuir常數)值(zhi)為2.013 L mg-1。在動(dong)力學研究方面，活性(xing)(xing)炭(tan)聚(ju)乙(yi)醛(quan)的(de)(de)(de)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)與偽二階方程擬合(he)良好，使吸(xi)附(fu)(fu)(fu)率常數 ? 2的(de)(de)(de)0.023克(ke)值(zhi)mg -1 分鐘 -這意味著(zhu)快速(su)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)。納米(mi)催化(hua)(hua)劑具有相同的(de)(de)(de)四聚(ju)乙(yi)醛(quan)濃度(du)和(he)(he)0.2克(ke)L-氧(yang)(yang)化(hua)(hua)聚(ju)乙(yi)醛(quan)比活性(xing)(xing)炭(tan)不太有效(xiao) -1的(de)(de)(de)在UV光下材料(liao)的(de)(de)(de)進料(liao)濃度(du)和(he)(he)與二氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鈦混合(he)的(de)(de)(de)活性(xing)(xing)炭(tan)(C-1.5)納米(mi)催化(hua)(hua)劑實現的(de)(de)(de)*大(da)去除量(liang)為7.5 ppm約15%的(de)(de)(de)三(san)聚(ju)氰胺溶液。

　　活(huo)性(xing)炭(tan)不能(neng)有效降解金屬醛的(de)(de)原因可能(neng)是活(huo)性(xing)炭(tan)的(de)(de)粒度和表面積不適(shi)合(he)去除金屬醛。因此，一種替(ti)代方法是使用粒度小于傳統活(huo)性(xing)炭(tan)的(de)(de)粉末(mo)活(huo)性(xing)炭(tan)，從(cong)而為(wei)吸附提(ti)供更多的(de)(de)孔隙和表面空間(jian)。

　　以下是(shi)我(wo)們(men)實驗(yan)中使用的活性炭參數

　　金豐活(huo)性炭(tan)(tan)制造有限公司生(sheng)產(chan)工作中使用(yong)的商業（活(huo)性炭(tan)(tan)、脫(tuo)色粉(fen)末活(huo)化）。碳源為(wei)木炭(tan)(tan)，經認(ren)證，*大(da)使用(yong)水平為(wei)250 mg / L。此外，使用(yong)以下活(huo)性炭(tan)(tan)TiO 2納米催化劑：

　　具(ju)有(you)1.5%活(huo)性(xing)炭，98.5%TiO 2(C-1.5)十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)活(huo)性(xing)炭二氧化鈦(活(huo)性(xing)炭)TiO 2)納米(mi)催化劑。

　　具有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(hua)劑。

　　活性炭80%，活性炭20%TiO 2(C-80)的CTAB活性炭混合改(gai)性TiO 2納(na)米催化劑(ji)。

　　制備(bei)金屬醛標準(zhun)溶液

　　去(qu)離(li)子(zi)水用(yong)于(yu)整個(ge)實驗(yan)和(he)樣品制備(bei)過(guo)程。這是因為(wei)去(qu)離(li)子(zi)水在(zai)反應過(guo)程中可(ke)能含有高有機含量和(he)光催化(hua)OH自由基反應會影響(xiang)GC-MS分(fen)析(xi)。甲(jia)(jia)醛(quan)儲備(bei)溶(rong)液是通過(guo)一些參考方法(fa)制備(bei)的。甲(jia)(jia)醛(quan)固(gu)體(ti)(0.1g)加(jia)入(ru)到100mL制備(bei)甲(jia)(jia)醇10000ppm儲屬醛(quan)儲備(bei)溶(rong)液。儲備(bei)溶(rong)液可(ke)以是1和(he)10℃儲存時間長(chang)達一年(nian)。對于(yu)每個(ge)光催化(hua)實驗(yan)，用(yong)去(qu)離(li)子(zi)水稀釋不(bu)同量的儲備(bei)溶(rong)液mL制備(bei)不(bu)同金屬醛(quan)濃(nong)度(du)的樣品溶(rong)液。金屬醛(quan)濃(nong)度(du)范圍為(wei)0.1?15ppm。

　　圖1顯(xian)示(shi)活性炭(tan)(tan)掃(sao)描電子(zi)顯(xian)微鏡(jing)(SEM)圖像(xiang)(xiang)顯(xian)示(shi)了活性炭(tan)(tan)的(de)結構和(he)表(biao)面(mian)特征。圖像(xiang)(xiang)顯(xian)示(shi)活性炭(tan)(tan)顆(ke)粒的(de)平(ping)均尺(chi)寸(cun)約為(wei)20nm，這(zhe)些顆(ke)粒聚(ju)集(ji)在(zai)一起，形(xing)成平(ping)均尺(chi)寸(cun)為(wei)25μm角形(xing)簇(cu)。孔隙率(lv)為(wei)17.78%。從SEM圖像(xiang)(xiang)，簇(cu)的(de)表(biao)面(mian)是(shi)平(ping)的(de)，粗糙的(de)，多孔的(de)。

　　用(yong)活性炭降解甲醛

　　活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(0.1g)，在UV-C光(guang)下，在0.1,0.5,1,5和10ppm不同制備(bei)的初始濃度的甲醛(quan)樣品應處(chu)理2小時(shi)。圖2比較活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)處(chu)理后聚乙醛(quan)的濃度。活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)能(neng)有效地去除溶液中的甲醛(quan)，特別(bie)是初始濃度較低(di)的0.1,0.5和1ppm(p <0.05)。

　　活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)與活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)混合TiO 2(C-1.5)，C-40和C-活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)是金屬(shu)(shu)醛(quan)降解*有(you)效的(de)(de)(de)(de)材料(liao)中，活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)是降解金屬(shu)(shu)醛(quan)*有(you)效的(de)(de)(de)(de)材料(liao)。在(zai)0.1，0.5，1，5，和10ppm，活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)時間(jian)研究的(de)(de)(de)(de)濃(nong)(nong)度(du)范圍為(wei)(wei)(wei)0.2克(ke)L-負載濃(nong)(nong)度(du)-1表明，在(zai)低濃(nong)(nong)度(du)高于(yu)濃(nong)(nong)度(du)的(de)(de)(de)(de)情況下，去(qu)(qu)除四聚乙(yi)(yi)醛(quan)更為(wei)(wei)(wei)明顯。甲(jia)醛(quan)溶液初(chu)始濃(nong)(nong)度(du)的(de)(de)(de)(de)增加不會(hui)導致甲(jia)醛(quan)去(qu)(qu)除更有(you)效。隨著甲(jia)醛(quan)溶液初(chu)始濃(nong)(nong)度(du)的(de)(de)(de)(de)增加，活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)去(qu)(qu)除金屬(shu)(shu)醛(quan)減少(shao)。使(shi)用活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)通過吸(xi)(xi)(xi)附(fu)去(qu)(qu)除金屬(shu)(shu)醛(quan)和Langmuir動力(li)學(xue)模型匹配得(de)當q m值為(wei)(wei)(wei)32.258mg g-1，K L值為(wei)(wei)(wei)2.013 L mg -1.說明吸(xi)(xi)(xi)附(fu)有(you)利于(yu)去(qu)(qu)除金屬(shu)(shu)醛(quan)。活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)聚乙(yi)(yi)醛(quan)的(de)(de)(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)非常適合偽二級動力(li)學(xue)，并(bing)給出 2的(de)(de)(de)(de)0.023克(ke)值毫克(ke)-1 分鐘(zhong)-1表明活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)能在(zai)短時間(jian)內有(you)效去(qu)(qu)除四聚乙(yi)(yi)醛(quan)。

　　與活(huo)性(xing)炭(tan)相比(bi)，活(huo)性(xing)炭(tan)混合TiO 2(C-1.5，C-40和C-80)在研究濃度范(fan)圍內(nei)，催(cui)化劑負載(zai)濃度、光(guang)強度和反(fan)應時(shi)間(jian)對通過(guo)光(guang)催(cui)化去除(chu)溶液中的甲醛無效。

　　對(dui)(dui)UV-C對(dui)(dui)光的(de)(de)影(ying)響(xiang)和納(na)米(mi)催(cui)化(hua)劑(ji)碳含量增(zeng)加(jia)的(de)(de)分析表(biao)明，(1)單獨UV-C光對(dui)(dui)去除(chu)金屬醛沒有(you)影(ying)響(xiang)，(2)增(zeng)加(jia)納(na)米(mi)催(cui)化(hua)劑(ji)碳含量僅略微促進甲(jia)(jia)醛降解(約4%)。然而(er)，在(zai)黑暗條件下，單獨的(de)(de)活性(xing)炭(tan)去除(chu)77%的(de)(de)甲(jia)(jia)醛UV-C它可以在(zai)光下去除(chu)81%以上(shang)。甲(jia)(jia)醛可通過(guo)吸附活性(xing)炭(tan)去除(chu)。然而(er)，它會在(zai)UV-C光下工作更(geng)有(you)效(xiao)。從(cong)本研究(jiu)中(zhong)可以看出，UV-C光強，甲(jia)(jia)醛溶液pH值(zhi)、反應(ying)時(shi)間、物質負(fu)應(ying)時(shi)間、物質負(fu)載(zai)濃度等參數，找(zhao)出甲(jia)(jia)醛降解的(de)(de)*佳參數。