活性炭降解甲醛試驗

　　甲(jia)醛是一種有機化合物，可用(yong)(yong)于農業。在(zai)地表水中可以(yi)檢測到(dao)相對較高水平的(de)甲(jia)醛。事實上，據(ju)報(bao)道(dao)，在(zai)處理過的(de)飲(yin)用(yong)(yong)水中發現了微(wei)量聚乙醛的(de)量，濃(nong)度高達(da)1微(wei)克-1，高于標準(zhun)0.1微(wei)克大號-1。因(yin)此，我們必須找到(dao)對策，通常使(shi)用(yong)(yong)活(huo)性炭吸附。

　　飲用(yong)水中檢測到甲醛，濃度(du)(du)低(di)(1)μgL -1)，該值高于(yu)標準要求。本文研(yan)(yan)究了幾(ji)(ji)種材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)效(xiao)果(guo)：活性(xing)(xing)炭(tan)和(he)摻入(ru)二氧(yang)化(hua)鈦納(na)(na)(na)米(mi)的(de)(de)(de)(de)活性(xing)(xing)炭(tan)，不(bu)同濃度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)活性(xing)(xing)炭(tan)(C-1.5，C-40和(he)C-80)這(zhe)些吸(xi)附劑(ji)用(yong)于(yu)通(tong)過光(guang)催(cui)化(hua)氧(yang)化(hua)從水溶液中去(qu)除金屬醛。發現活性(xing)(xing)炭(tan)是*有(you)效(xiao)的(de)(de)(de)(de)材(cai)料(liao)，其去(qu)除量幾(ji)(ji)乎超過90%。吸(xi)附數(shu)據和(he)組裝Langmuir等溫模(mo)型，得到q 32米(mi)(*大/飽(bao)和(he)吸(xi)附容量).258毫克值-1 L(Langmuir常(chang)數(shu))值為2.013 L mg-1。在(zai)動(dong)力學研(yan)(yan)究方面，活性(xing)(xing)炭(tan)聚乙醛的(de)(de)(de)(de)吸(xi)附與偽(wei)二階方程擬合(he)(he)良好，使吸(xi)附率常(chang)數(shu) ? 2的(de)(de)(de)(de)0.023克值mg -1 分鐘 -這(zhe)意味著快速吸(xi)附。納(na)(na)(na)米(mi)催(cui)化(hua)劑(ji)具有(you)相同的(de)(de)(de)(de)四聚乙醛濃度(du)(du)和(he)0.2克L-氧(yang)化(hua)聚乙醛比活性(xing)(xing)炭(tan)不(bu)太有(you)效(xiao) -1的(de)(de)(de)(de)在(zai)UV光(guang)下材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)進料(liao)濃度(du)(du)和(he)與二氧(yang)化(hua)鈦混合(he)(he)的(de)(de)(de)(de)活性(xing)(xing)炭(tan)(C-1.5)納(na)(na)(na)米(mi)催(cui)化(hua)劑(ji)實現的(de)(de)(de)(de)*大去(qu)除量為7.5 ppm約15%的(de)(de)(de)(de)三聚氰胺溶液。

　　活(huo)性炭(tan)不能有(you)效降解(jie)金屬(shu)醛(quan)的(de)原因(yin)可(ke)能是(shi)活(huo)性炭(tan)的(de)粒(li)度和表面(mian)積不適合(he)去除金屬(shu)醛(quan)。因(yin)此(ci)，一種替(ti)代方法是(shi)使用粒(li)度小于傳統活(huo)性炭(tan)的(de)粉(fen)末活(huo)性炭(tan)，從而為吸附提供更(geng)多的(de)孔隙(xi)和表面(mian)空間。

　　以(yi)下是(shi)我們實驗中使用的活(huo)性炭參數(shu)

　　金豐活性(xing)炭制(zhi)造有限公司(si)生(sheng)產工作(zuo)中使用的商業（活性(xing)炭、脫色(se)粉末活化(hua)）。碳源為木炭，經認證(zheng)，*大使用水(shui)平(ping)為250 mg / L。此外(wai)，使用以(yi)下活性(xing)炭TiO 2納米催化(hua)劑：

　　具有1.5%活(huo)性炭，98.5%TiO 2(C-1.5)十六(liu)烷基三甲基溴(xiu)化(hua)(hua)銨(CTAB)活(huo)性炭二(er)氧化(hua)(hua)鈦(活(huo)性炭)TiO 2)納米催化(hua)(hua)劑。

　　具有40%活(huo)性炭(tan)，60%TiO 2(C-40)的(de)CTAB活(huo)性炭(tan)混合改(gai)性TiO 2納米(mi)催(cui)化(hua)劑。

　　活(huo)性炭(tan)80%，活(huo)性炭(tan)20%TiO 2(C-80)的(de)CTAB活(huo)性炭(tan)混合改性TiO 2納米催化劑。

　　制備金屬醛標準(zhun)溶液

　　去離子水用于整個實驗和樣(yang)品制(zhi)(zhi)備(bei)(bei)過程。這是因為去離子水在反應(ying)過程中可(ke)(ke)能含有(you)高有(you)機含量(liang)和光(guang)催(cui)化OH自(zi)由(you)基反應(ying)會影(ying)響GC-MS分析。甲醛(quan)儲備(bei)(bei)溶(rong)(rong)液(ye)(ye)是通過一些參考方(fang)法(fa)制(zhi)(zhi)備(bei)(bei)的。甲醛(quan)固體(0.1g)加入到100mL制(zhi)(zhi)備(bei)(bei)甲醇10000ppm儲屬醛(quan)儲備(bei)(bei)溶(rong)(rong)液(ye)(ye)。儲備(bei)(bei)溶(rong)(rong)液(ye)(ye)可(ke)(ke)以是1和10℃儲存時(shi)間長達(da)一年。對于每個光(guang)催(cui)化實驗，用去離子水稀釋不同量(liang)的儲備(bei)(bei)溶(rong)(rong)液(ye)(ye)mL制(zhi)(zhi)備(bei)(bei)不同金屬醛(quan)濃度的樣(yang)品溶(rong)(rong)液(ye)(ye)。金屬醛(quan)濃度范圍為0.1?15ppm。

　　圖(tu)(tu)1顯(xian)示活性炭(tan)(tan)掃描電子(zi)顯(xian)微鏡(SEM)圖(tu)(tu)像顯(xian)示了(le)活性炭(tan)(tan)的(de)(de)結構和(he)表面(mian)特征。圖(tu)(tu)像顯(xian)示活性炭(tan)(tan)顆粒(li)的(de)(de)平均尺寸約為20nm，這些顆粒(li)聚(ju)集在(zai)一起，形成(cheng)平均尺寸為25μm角形簇(cu)。孔隙(xi)率為17.78%。從SEM圖(tu)(tu)像，簇(cu)的(de)(de)表面(mian)是(shi)平的(de)(de)，粗(cu)糙的(de)(de)，多孔的(de)(de)。

　　用活性(xing)炭降解甲(jia)醛

　　活性炭(0.1g)，在(zai)UV-C光下(xia)，在(zai)0.1,0.5,1,5和10ppm不同制備的(de)初始濃(nong)度的(de)甲(jia)醛(quan)樣品應處理2小時。圖2比較活性炭處理后聚乙(yi)醛(quan)的(de)濃(nong)度。活性炭能有效地去除溶(rong)液中的(de)甲(jia)醛(quan)，特別是初始濃(nong)度較低的(de)0.1,0.5和1ppm(p <0.05)。

　　活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)與活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)混合TiO 2(C-1.5)，C-40和(he)C-活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)是(shi)金(jin)屬(shu)醛(quan)(quan)(quan)(quan)(quan)降(jiang)解(jie)*有(you)效(xiao)的(de)材料中(zhong)，活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)是(shi)降(jiang)解(jie)金(jin)屬(shu)醛(quan)(quan)(quan)(quan)(quan)*有(you)效(xiao)的(de)材料。在0.1，0.5，1，5，和(he)10ppm，活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)時(shi)間研究的(de)濃度(du)(du)范圍(wei)為0.2克(ke)L-負載濃度(du)(du)-1表明(ming)，在低濃度(du)(du)高于濃度(du)(du)的(de)情況下，去除(chu)四(si)聚(ju)(ju)乙醛(quan)(quan)(quan)(quan)(quan)更為明(ming)顯。甲醛(quan)(quan)(quan)(quan)(quan)溶(rong)液初始濃度(du)(du)的(de)增加不會導致(zhi)甲醛(quan)(quan)(quan)(quan)(quan)去除(chu)更有(you)效(xiao)。隨著甲醛(quan)(quan)(quan)(quan)(quan)溶(rong)液初始濃度(du)(du)的(de)增加，活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)去除(chu)金(jin)屬(shu)醛(quan)(quan)(quan)(quan)(quan)減(jian)少(shao)。使用活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)通(tong)過吸附(fu)去除(chu)金(jin)屬(shu)醛(quan)(quan)(quan)(quan)(quan)和(he)Langmuir動力學模型匹配得當(dang)q m值(zhi)為32.258mg g-1，K L值(zhi)為2.013 L mg -1.說明(ming)吸附(fu)有(you)利于去除(chu)金(jin)屬(shu)醛(quan)(quan)(quan)(quan)(quan)。活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)聚(ju)(ju)乙醛(quan)(quan)(quan)(quan)(quan)的(de)吸附(fu)非常適合偽(wei)二級動力學，并(bing)給出 2的(de)0.023克(ke)值(zhi)毫克(ke)-1 分鐘-1表明(ming)活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)能在短時(shi)間內(nei)有(you)效(xiao)去除(chu)四(si)聚(ju)(ju)乙醛(quan)(quan)(quan)(quan)(quan)。

　　與活性炭(tan)相(xiang)比，活性炭(tan)混合TiO 2(C-1.5，C-40和C-80)在(zai)研究(jiu)濃(nong)度范(fan)圍內，催化(hua)劑負(fu)載濃(nong)度、光(guang)強度和反應時間(jian)對通(tong)過光(guang)催化(hua)去除溶液(ye)中的甲醛無效。

　　對UV-C對光的(de)(de)影(ying)響和納米催化劑(ji)碳(tan)含量增(zeng)加的(de)(de)分析表明，(1)單獨UV-C光對去(qu)(qu)除(chu)(chu)金屬醛(quan)(quan)沒有影(ying)響，(2)增(zeng)加納米催化劑(ji)碳(tan)含量僅略微促進(jin)甲(jia)醛(quan)(quan)降解(約4%)。然(ran)而(er)，在黑暗條件下(xia)，單獨的(de)(de)活性炭去(qu)(qu)除(chu)(chu)77%的(de)(de)甲(jia)醛(quan)(quan)UV-C它可以(yi)在光下(xia)去(qu)(qu)除(chu)(chu)81%以(yi)上(shang)。甲(jia)醛(quan)(quan)可通過(guo)吸附(fu)活性炭去(qu)(qu)除(chu)(chu)。然(ran)而(er)，它會(hui)在UV-C光下(xia)工作更有效。從本研(yan)究(jiu)中(zhong)可以(yi)看出，UV-C光強，甲(jia)醛(quan)(quan)溶(rong)液pH值、反(fan)應時間(jian)、物質負應時間(jian)、物質負載濃度(du)等參數(shu)，找出甲(jia)醛(quan)(quan)降解的(de)(de)*佳參數(shu)。