活性炭降解甲醛試驗

　　甲醛(quan)是一種有機化合物，可用(yong)(yong)于(yu)農(nong)業。在地表水(shui)(shui)中可以檢測到相對較高水(shui)(shui)平的甲醛(quan)。事實上(shang)，據報道，在處理過的飲(yin)用(yong)(yong)水(shui)(shui)中發現了微(wei)量聚乙醛(quan)的量，濃度高達1微(wei)克-1，高于(yu)標(biao)準0.1微(wei)克大號-1。因(yin)此，我們必須找(zhao)到對策(ce)，通常(chang)使用(yong)(yong)活性炭(tan)吸附。

　　飲用水中檢測到甲(jia)醛(quan)，濃(nong)度(du)低(1)μgL -1)，該值(zhi)(zhi)高于標準要求。本文研(yan)究(jiu)了(le)幾種(zhong)材料(liao)(liao)的(de)(de)(de)效果：活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)和(he)(he)(he)摻(chan)入二氧(yang)化(hua)(hua)鈦納(na)米(mi)(mi)(mi)的(de)(de)(de)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)，不(bu)同(tong)濃(nong)度(du)的(de)(de)(de)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(C-1.5，C-40和(he)(he)(he)C-80)這些吸附劑用于通過光催(cui)化(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)從(cong)水溶(rong)(rong)液(ye)中去除(chu)金(jin)屬醛(quan)。發現活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)是*有效的(de)(de)(de)材料(liao)(liao)，其去除(chu)量幾乎超過90%。吸附數(shu)據和(he)(he)(he)組(zu)裝Langmuir等溫(wen)模型，得(de)到q 32米(mi)(mi)(mi)(*大(da)/飽和(he)(he)(he)吸附容(rong)量).258毫克值(zhi)(zhi)-1 L(Langmuir常數(shu))值(zhi)(zhi)為(wei)2.013 L mg-1。在(zai)(zai)動力學(xue)研(yan)究(jiu)方(fang)面，活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)聚乙(yi)(yi)醛(quan)的(de)(de)(de)吸附與偽二階方(fang)程擬合(he)良(liang)好(hao)，使吸附率常數(shu) ? 2的(de)(de)(de)0.023克值(zhi)(zhi)mg -1 分(fen)鐘 -這意(yi)味著快速吸附。納(na)米(mi)(mi)(mi)催(cui)化(hua)(hua)劑具有相同(tong)的(de)(de)(de)四聚乙(yi)(yi)醛(quan)濃(nong)度(du)和(he)(he)(he)0.2克L-氧(yang)化(hua)(hua)聚乙(yi)(yi)醛(quan)比活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)不(bu)太(tai)有效 -1的(de)(de)(de)在(zai)(zai)UV光下材料(liao)(liao)的(de)(de)(de)進料(liao)(liao)濃(nong)度(du)和(he)(he)(he)與二氧(yang)化(hua)(hua)鈦混合(he)的(de)(de)(de)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(C-1.5)納(na)米(mi)(mi)(mi)催(cui)化(hua)(hua)劑實現的(de)(de)(de)*大(da)去除(chu)量為(wei)7.5 ppm約15%的(de)(de)(de)三(san)聚氰胺溶(rong)(rong)液(ye)。

　　活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)不能有效(xiao)降(jiang)解(jie)金(jin)屬醛的原因(yin)可能是活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)的粒度和(he)表(biao)面積不適合(he)去除金(jin)屬醛。因(yin)此(ci)，一種替代方法是使用粒度小(xiao)于傳統(tong)活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)的粉(fen)末活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)，從(cong)而為吸附提供更多(duo)的孔隙和(he)表(biao)面空(kong)間(jian)。

　　以下是我們實驗中使用的活性炭參數

　　金豐活性炭制造(zao)有限公(gong)司生產工作中使(shi)用的商業(ye)（活性炭、脫(tuo)色(se)粉末活化）。碳源(yuan)為(wei)木炭，經認(ren)證(zheng)，*大(da)使(shi)用水(shui)平(ping)為(wei)250 mg / L。此(ci)外，使(shi)用以下活性炭TiO 2納米催化劑：

　　具有1.5%活性(xing)(xing)炭，98.5%TiO 2(C-1.5)十六烷(wan)基三甲基溴化(hua)銨(CTAB)活性(xing)(xing)炭二氧化(hua)鈦(活性(xing)(xing)炭)TiO 2)納米催(cui)化(hua)劑。

　　具有40%活性(xing)炭(tan)，60%TiO 2(C-40)的CTAB活性(xing)炭(tan)混合改性(xing)TiO 2納米催化劑(ji)。

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

　　制(zhi)備金(jin)屬醛標準溶液

　　去離(li)子水(shui)(shui)用于整個實驗和樣品制(zhi)備(bei)(bei)(bei)過(guo)程。這是因為(wei)去離(li)子水(shui)(shui)在反(fan)應過(guo)程中可能含(han)有高有機含(han)量(liang)和光(guang)催化OH自由基反(fan)應會(hui)影響GC-MS分(fen)析(xi)。甲(jia)(jia)醛(quan)儲(chu)(chu)備(bei)(bei)(bei)溶液(ye)是通過(guo)一(yi)些(xie)參考方(fang)法制(zhi)備(bei)(bei)(bei)的(de)。甲(jia)(jia)醛(quan)固(gu)體(0.1g)加入到100mL制(zhi)備(bei)(bei)(bei)甲(jia)(jia)醇(chun)10000ppm儲(chu)(chu)屬醛(quan)儲(chu)(chu)備(bei)(bei)(bei)溶液(ye)。儲(chu)(chu)備(bei)(bei)(bei)溶液(ye)可以是1和10℃儲(chu)(chu)存時間長達一(yi)年(nian)。對于每(mei)個光(guang)催化實驗，用去離(li)子水(shui)(shui)稀釋不(bu)同(tong)量(liang)的(de)儲(chu)(chu)備(bei)(bei)(bei)溶液(ye)mL制(zhi)備(bei)(bei)(bei)不(bu)同(tong)金屬醛(quan)濃(nong)度(du)的(de)樣品溶液(ye)。金屬醛(quan)濃(nong)度(du)范圍(wei)為(wei)0.1?15ppm。

　　圖(tu)1顯(xian)(xian)示(shi)(shi)活性(xing)炭(tan)(tan)掃描電子顯(xian)(xian)微鏡(SEM)圖(tu)像(xiang)顯(xian)(xian)示(shi)(shi)了活性(xing)炭(tan)(tan)的(de)結構和(he)表面(mian)特(te)征。圖(tu)像(xiang)顯(xian)(xian)示(shi)(shi)活性(xing)炭(tan)(tan)顆粒(li)的(de)平均(jun)(jun)尺(chi)寸約為20nm，這些顆粒(li)聚(ju)集在一(yi)起，形(xing)成(cheng)平均(jun)(jun)尺(chi)寸為25μm角形(xing)簇。孔(kong)隙率為17.78%。從SEM圖(tu)像(xiang)，簇的(de)表面(mian)是平的(de)，粗糙的(de)，多孔(kong)的(de)。

　　用(yong)活性炭降解甲(jia)醛

　　活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(0.1g)，在UV-C光(guang)下，在0.1,0.5,1,5和10ppm不同制備的初(chu)始(shi)濃(nong)度的甲醛(quan)樣品(pin)應處(chu)(chu)理(li)2小(xiao)時(shi)。圖2比較活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)處(chu)(chu)理(li)后聚乙(yi)醛(quan)的濃(nong)度。活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)能有效地(di)去除溶液中的甲醛(quan)，特別(bie)是初(chu)始(shi)濃(nong)度較低的0.1,0.5和1ppm(p <0.05)。

　　活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)與活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)混合(he)TiO 2(C-1.5)，C-40和(he)C-活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)是金(jin)(jin)屬醛(quan)(quan)降解*有效(xiao)的(de)材料(liao)中，活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)是降解金(jin)(jin)屬醛(quan)(quan)*有效(xiao)的(de)材料(liao)。在0.1，0.5，1，5，和(he)10ppm，活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)時間(jian)研究(jiu)的(de)濃(nong)度(du)范圍(wei)為(wei)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)除(chu)(chu)四聚乙醛(quan)(quan)更為(wei)明顯(xian)。甲醛(quan)(quan)溶(rong)液初始(shi)濃(nong)度(du)的(de)增加不會導致甲醛(quan)(quan)去(qu)除(chu)(chu)更有效(xiao)。隨著(zhu)甲醛(quan)(quan)溶(rong)液初始(shi)濃(nong)度(du)的(de)增加，活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)去(qu)除(chu)(chu)金(jin)(jin)屬醛(quan)(quan)減少。使用活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)通過(guo)吸附(fu)去(qu)除(chu)(chu)金(jin)(jin)屬醛(quan)(quan)和(he)Langmuir動力(li)學模型(xing)匹配(pei)得當q m值為(wei)32.258mg g-1，K L值為(wei)2.013 L mg -1.說明吸附(fu)有利于去(qu)除(chu)(chu)金(jin)(jin)屬醛(quan)(quan)。活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)聚乙醛(quan)(quan)的(de)吸附(fu)非(fei)常適合(he)偽二(er)級動力(li)學，并(bing)給(gei)出 2的(de)0.023克值毫克-1 分(fen)鐘-1表明活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)能在短時間(jian)內有效(xiao)去(qu)除(chu)(chu)四聚乙醛(quan)(quan)。

　　與活性(xing)炭相(xiang)比，活性(xing)炭混(hun)合TiO 2(C-1.5，C-40和C-80)在研究(jiu)濃度范圍內(nei)，催化劑負載濃度、光強度和反(fan)應時(shi)間對(dui)通過(guo)光催化去除溶液中的甲醛無效。

　　對(dui)(dui)UV-C對(dui)(dui)光(guang)的影(ying)響(xiang)和納(na)米催化劑碳(tan)含量增(zeng)加的分析表明(ming)，(1)單獨UV-C光(guang)對(dui)(dui)去除(chu)金屬醛(quan)沒有(you)影(ying)響(xiang)，(2)增(zeng)加納(na)米催化劑碳(tan)含量僅(jin)略(lve)微促進甲(jia)(jia)(jia)醛(quan)降解(約4%)。然(ran)而，在(zai)黑暗條件下，單獨的活(huo)性炭去除(chu)77%的甲(jia)(jia)(jia)醛(quan)UV-C它可以(yi)在(zai)光(guang)下去除(chu)81%以(yi)上(shang)。甲(jia)(jia)(jia)醛(quan)可通(tong)過吸附(fu)活(huo)性炭去除(chu)。然(ran)而，它會在(zai)UV-C光(guang)下工作(zuo)更有(you)效。從本研(yan)究中可以(yi)看出(chu)，UV-C光(guang)強，甲(jia)(jia)(jia)醛(quan)溶(rong)液pH值、反應時間(jian)(jian)、物質(zhi)負應時間(jian)(jian)、物質(zhi)負載濃度等參(can)數(shu)，找(zhao)出(chu)甲(jia)(jia)(jia)醛(quan)降解的*佳(jia)參(can)數(shu)。