活性炭降解甲醛試驗

　　甲醛(quan)是一種有機化合物，可用于農業。在地表水(shui)中可以檢測到(dao)相(xiang)對(dui)較高(gao)水(shui)平的(de)甲醛(quan)。事實上，據報道，在處理過的(de)飲用水(shui)中發(fa)現了微量聚乙醛(quan)的(de)量，濃(nong)度高(gao)達1微克(ke)(ke)-1，高(gao)于標準0.1微克(ke)(ke)大(da)號-1。因此，我們必須找到(dao)對(dui)策(ce)，通常使(shi)用活性(xing)炭(tan)吸(xi)附。

　　飲用(yong)水中(zhong)檢測到甲(jia)醛，濃度(du)低(1)μgL -1)，該值(zhi)(zhi)(zhi)高于(yu)標(biao)準(zhun)要求(qiu)。本文研究了幾種材料的效果：活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)和摻入二(er)氧(yang)(yang)化(hua)鈦納米(mi)的活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)，不同(tong)濃度(du)的活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(C-1.5，C-40和C-80)這些吸(xi)附(fu)劑(ji)用(yong)于(yu)通過(guo)光催化(hua)氧(yang)(yang)化(hua)從(cong)水溶液中(zhong)去除(chu)金屬(shu)醛。發(fa)現(xian)(xian)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)是*有(you)效的材料，其去除(chu)量幾乎(hu)超過(guo)90%。吸(xi)附(fu)數(shu)(shu)據和組裝Langmuir等溫模型，得到q 32米(mi)(*大/飽和吸(xi)附(fu)容(rong)量).258毫克值(zhi)(zhi)(zhi)-1 L(Langmuir常數(shu)(shu))值(zhi)(zhi)(zhi)為2.013 L mg-1。在動力學研究方(fang)面，活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)聚乙(yi)醛的吸(xi)附(fu)與偽二(er)階(jie)方(fang)程擬合良好，使吸(xi)附(fu)率常數(shu)(shu) ? 2的0.023克值(zhi)(zhi)(zhi)mg -1 分鐘(zhong) -這意味著快速吸(xi)附(fu)。納米(mi)催化(hua)劑(ji)具有(you)相同(tong)的四聚乙(yi)醛濃度(du)和0.2克L-氧(yang)(yang)化(hua)聚乙(yi)醛比活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)不太(tai)有(you)效 -1的在UV光下材料的進(jin)料濃度(du)和與二(er)氧(yang)(yang)化(hua)鈦混合的活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(C-1.5)納米(mi)催化(hua)劑(ji)實(shi)現(xian)(xian)的*大去除(chu)量為7.5 ppm約15%的三聚氰胺溶液。

　　活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)不能有效降解(jie)金(jin)屬醛的原因(yin)可能是活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)的粒(li)度和表面積不適合(he)去除金(jin)屬醛。因(yin)此，一種替代方法是使用粒(li)度小于傳統活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)的粉末活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)，從而(er)為吸附提供(gong)更多(duo)的孔隙和表面空間。

　　以下是(shi)我們實驗中使用的活(huo)性炭參數

　　金豐活性炭制(zhi)造有(you)限公(gong)司生產工作中使(shi)用的商業(ye)（活性炭、脫色粉末活化）。碳源為木炭，經(jing)認(ren)證，*大使(shi)用水(shui)平為250 mg / L。此(ci)外，使(shi)用以下活性炭TiO 2納(na)米催化劑：

　　具有(you)1.5%活性炭，98.5%TiO 2(C-1.5)十(shi)六烷基三甲基溴(xiu)化銨(CTAB)活性炭二氧(yang)化鈦(活性炭)TiO 2)納米催化劑。

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

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

　　制備金(jin)屬醛標準溶(rong)液

　　去(qu)離子(zi)水(shui)用于整個(ge)(ge)實驗和(he)樣品(pin)制(zhi)備(bei)(bei)(bei)(bei)過程。這(zhe)是(shi)因(yin)為去(qu)離子(zi)水(shui)在反應過程中可能含有高有機(ji)含量和(he)光催化(hua)OH自由基(ji)反應會(hui)影響GC-MS分析。甲(jia)醛(quan)儲(chu)備(bei)(bei)(bei)(bei)溶液(ye)是(shi)通過一些(xie)參(can)考方法制(zhi)備(bei)(bei)(bei)(bei)的(de)(de)。甲(jia)醛(quan)固體(0.1g)加入到100mL制(zhi)備(bei)(bei)(bei)(bei)甲(jia)醇10000ppm儲(chu)屬(shu)醛(quan)儲(chu)備(bei)(bei)(bei)(bei)溶液(ye)。儲(chu)備(bei)(bei)(bei)(bei)溶液(ye)可以是(shi)1和(he)10℃儲(chu)存時間(jian)長達一年(nian)。對于每(mei)個(ge)(ge)光催化(hua)實驗，用去(qu)離子(zi)水(shui)稀釋不同(tong)量的(de)(de)儲(chu)備(bei)(bei)(bei)(bei)溶液(ye)mL制(zhi)備(bei)(bei)(bei)(bei)不同(tong)金屬(shu)醛(quan)濃度的(de)(de)樣品(pin)溶液(ye)。金屬(shu)醛(quan)濃度范圍為0.1?15ppm。

　　圖(tu)1顯(xian)示活(huo)性(xing)炭(tan)掃(sao)描電子顯(xian)微鏡(SEM)圖(tu)像顯(xian)示了(le)活(huo)性(xing)炭(tan)的(de)(de)結構和表(biao)面特征(zheng)。圖(tu)像顯(xian)示活(huo)性(xing)炭(tan)顆粒(li)的(de)(de)平(ping)均(jun)尺寸約為20nm，這些顆粒(li)聚集在(zai)一起(qi)，形(xing)成平(ping)均(jun)尺寸為25μm角形(xing)簇。孔(kong)隙(xi)率為17.78%。從SEM圖(tu)像，簇的(de)(de)表(biao)面是平(ping)的(de)(de)，粗糙(cao)的(de)(de)，多孔(kong)的(de)(de)。

　　用活性(xing)炭(tan)降解(jie)甲(jia)醛

　　活性炭(tan)(0.1g)，在(zai)UV-C光(guang)下，在(zai)0.1,0.5,1,5和(he)10ppm不同制備的初始濃(nong)度的甲醛樣品應處理(li)2小時。圖2比較(jiao)活性炭(tan)處理(li)后聚乙醛的濃(nong)度。活性炭(tan)能有效地去(qu)除溶液中的甲醛，特別是初始濃(nong)度較(jiao)低的0.1,0.5和(he)1ppm(p <0.05)。

　　活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)與活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)混合(he)TiO 2(C-1.5)，C-40和(he)C-活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)是金(jin)屬(shu)(shu)醛(quan)(quan)(quan)降解*有效(xiao)的(de)材料中(zhong)，活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)是降解金(jin)屬(shu)(shu)醛(quan)(quan)(quan)*有效(xiao)的(de)材料。在(zai)0.1，0.5，1，5，和(he)10ppm，活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)時(shi)(shi)間(jian)研究的(de)濃(nong)度(du)范圍為0.2克(ke)L-負(fu)載濃(nong)度(du)-1表(biao)明(ming)，在(zai)低濃(nong)度(du)高于(yu)濃(nong)度(du)的(de)情況(kuang)下，去(qu)(qu)除(chu)四聚(ju)乙醛(quan)(quan)(quan)更為明(ming)顯。甲醛(quan)(quan)(quan)溶液初始(shi)濃(nong)度(du)的(de)增(zeng)加不會(hui)導致甲醛(quan)(quan)(quan)去(qu)(qu)除(chu)更有效(xiao)。隨著甲醛(quan)(quan)(quan)溶液初始(shi)濃(nong)度(du)的(de)增(zeng)加，活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)去(qu)(qu)除(chu)金(jin)屬(shu)(shu)醛(quan)(quan)(quan)減少。使用活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)通(tong)過(guo)吸附去(qu)(qu)除(chu)金(jin)屬(shu)(shu)醛(quan)(quan)(quan)和(he)Langmuir動(dong)力(li)學模型匹配(pei)得當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(yu)去(qu)(qu)除(chu)金(jin)屬(shu)(shu)醛(quan)(quan)(quan)。活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)聚(ju)乙醛(quan)(quan)(quan)的(de)吸附非(fei)常適合(he)偽二級動(dong)力(li)學，并給出 2的(de)0.023克(ke)值毫克(ke)-1 分鐘-1表(biao)明(ming)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)能在(zai)短時(shi)(shi)間(jian)內有效(xiao)去(qu)(qu)除(chu)四聚(ju)乙醛(quan)(quan)(quan)。

　　與活性(xing)炭(tan)相比，活性(xing)炭(tan)混(hun)合TiO 2(C-1.5，C-40和C-80)在研究濃度(du)范圍內，催(cui)化劑負載濃度(du)、光強(qiang)度(du)和反應時間對通過光催(cui)化去除溶液中的(de)甲醛(quan)無效。

　　對(dui)UV-C對(dui)光的(de)影(ying)響和納(na)米催(cui)化劑(ji)碳含量(liang)增(zeng)加(jia)(jia)的(de)分析表(biao)明，(1)單(dan)獨UV-C光對(dui)去(qu)(qu)除(chu)金屬(shu)醛(quan)沒有影(ying)響，(2)增(zeng)加(jia)(jia)納(na)米催(cui)化劑(ji)碳含量(liang)僅(jin)略微促進甲(jia)醛(quan)降(jiang)解(約4%)。然而，在(zai)黑暗條件下(xia)，單(dan)獨的(de)活(huo)性炭去(qu)(qu)除(chu)77%的(de)甲(jia)醛(quan)UV-C它可以在(zai)光下(xia)去(qu)(qu)除(chu)81%以上。甲(jia)醛(quan)可通過吸附活(huo)性炭去(qu)(qu)除(chu)。然而，它會在(zai)UV-C光下(xia)工作更(geng)有效。從(cong)本(ben)研究中可以看出，UV-C光強，甲(jia)醛(quan)溶液pH值、反應時間(jian)、物質(zhi)負應時間(jian)、物質(zhi)負載濃度等(deng)參(can)數，找出甲(jia)醛(quan)降(jiang)解的(de)*佳參(can)數。