活性炭降解甲醛試驗

　　甲(jia)醛(quan)是一種有機化合物，可(ke)用于(yu)(yu)農(nong)業。在地(di)表(biao)水(shui)(shui)中(zhong)可(ke)以檢測到(dao)相對較高水(shui)(shui)平(ping)的甲(jia)醛(quan)。事實上，據(ju)報道，在處理過的飲用水(shui)(shui)中(zhong)發現了微(wei)量(liang)聚乙醛(quan)的量(liang)，濃度高達1微(wei)克-1，高于(yu)(yu)標準0.1微(wei)克大號-1。因此，我們(men)必須(xu)找到(dao)對策，通(tong)常使用活性炭吸(xi)附。

　　飲用水中檢測到甲醛(quan)(quan)，濃(nong)度(du)(du)低(1)μgL -1)，該值(zhi)高于(yu)標(biao)準(zhun)要(yao)求。本文研(yan)究了幾種材(cai)料的(de)效果(guo)：活性(xing)炭和(he)摻入二(er)(er)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鈦納米的(de)活性(xing)炭，不同濃(nong)度(du)(du)的(de)活性(xing)炭(C-1.5，C-40和(he)C-80)這(zhe)些吸附(fu)(fu)(fu)(fu)劑用于(yu)通過光催化(hua)(hua)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)從水溶液中去(qu)除(chu)金(jin)屬醛(quan)(quan)。發(fa)現活性(xing)炭是*有(you)(you)效的(de)材(cai)料，其去(qu)除(chu)量幾乎(hu)超過90%。吸附(fu)(fu)(fu)(fu)數據(ju)和(he)組(zu)裝Langmuir等溫模(mo)型(xing)，得(de)到q 32米(*大/飽和(he)吸附(fu)(fu)(fu)(fu)容量).258毫克值(zhi)-1 L(Langmuir常(chang)數)值(zhi)為(wei)2.013 L mg-1。在動(dong)力學(xue)研(yan)究方面(mian)，活性(xing)炭聚乙(yi)醛(quan)(quan)的(de)吸附(fu)(fu)(fu)(fu)與(yu)偽(wei)二(er)(er)階方程擬合良好，使吸附(fu)(fu)(fu)(fu)率常(chang)數 ? 2的(de)0.023克值(zhi)mg -1 分鐘 -這(zhe)意(yi)味著快速吸附(fu)(fu)(fu)(fu)。納米催化(hua)(hua)劑具有(you)(you)相同的(de)四(si)聚乙(yi)醛(quan)(quan)濃(nong)度(du)(du)和(he)0.2克L-氧(yang)(yang)化(hua)(hua)聚乙(yi)醛(quan)(quan)比(bi)活性(xing)炭不太有(you)(you)效 -1的(de)在UV光下(xia)材(cai)料的(de)進料濃(nong)度(du)(du)和(he)與(yu)二(er)(er)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鈦混合的(de)活性(xing)炭(C-1.5)納米催化(hua)(hua)劑實(shi)現的(de)*大去(qu)除(chu)量為(wei)7.5 ppm約15%的(de)三(san)聚氰胺溶液。

　　活性炭不能有效降解金屬醛的(de)原因(yin)可能是活性炭的(de)粒度和表面(mian)積不適合去除金屬醛。因(yin)此，一種(zhong)替代方法是使(shi)用(yong)粒度小于傳統活性炭的(de)粉(fen)末活性炭，從而為(wei)吸附(fu)提供更多的(de)孔隙和表面(mian)空(kong)間(jian)。

　　以下是我們實驗中使用的活性(xing)炭參數

　　金豐活(huo)性炭(tan)制造有限公司生產工作(zuo)中(zhong)使(shi)用(yong)(yong)的商業（活(huo)性炭(tan)、脫色粉末活(huo)化(hua)）。碳(tan)源為木炭(tan)，經(jing)認證，*大使(shi)用(yong)(yong)水平為250 mg / L。此外，使(shi)用(yong)(yong)以(yi)下(xia)活(huo)性炭(tan)TiO 2納米催化(hua)劑(ji)：

　　具有1.5%活性炭(tan)，98.5%TiO 2(C-1.5)十六(liu)烷基三(san)甲(jia)基溴化銨(CTAB)活性炭(tan)二氧化鈦(活性炭(tan))TiO 2)納米催化劑。

　　具(ju)有(you)40%活性炭(tan)，60%TiO 2(C-40)的CTAB活性炭(tan)混合改性TiO 2納米催(cui)化劑(ji)。

　　活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭80%，活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭20%TiO 2(C-80)的CTAB活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭混合(he)改性(xing)(xing)(xing)TiO 2納米催化劑(ji)。

　　制備金(jin)屬醛標準(zhun)溶液(ye)

　　去離(li)子(zi)水(shui)用于(yu)整個(ge)(ge)實驗(yan)和(he)樣品制備(bei)過(guo)程。這(zhe)是(shi)因為去離(li)子(zi)水(shui)在反(fan)(fan)應過(guo)程中可能含有高有機含量(liang)和(he)光催化(hua)OH自由基反(fan)(fan)應會影響GC-MS分析(xi)。甲(jia)醛(quan)(quan)儲(chu)備(bei)溶(rong)(rong)液是(shi)通過(guo)一(yi)(yi)些(xie)參考方法制備(bei)的。甲(jia)醛(quan)(quan)固體(0.1g)加入到100mL制備(bei)甲(jia)醇(chun)10000ppm儲(chu)屬(shu)(shu)醛(quan)(quan)儲(chu)備(bei)溶(rong)(rong)液。儲(chu)備(bei)溶(rong)(rong)液可以(yi)是(shi)1和(he)10℃儲(chu)存(cun)時間(jian)長達(da)一(yi)(yi)年。對于(yu)每個(ge)(ge)光催化(hua)實驗(yan)，用去離(li)子(zi)水(shui)稀(xi)釋不(bu)同(tong)量(liang)的儲(chu)備(bei)溶(rong)(rong)液mL制備(bei)不(bu)同(tong)金屬(shu)(shu)醛(quan)(quan)濃度(du)的樣品溶(rong)(rong)液。金屬(shu)(shu)醛(quan)(quan)濃度(du)范圍為0.1?15ppm。

　　圖1顯示(shi)活(huo)性炭(tan)掃描電子顯微鏡(SEM)圖像(xiang)顯示(shi)了活(huo)性炭(tan)的(de)(de)結構(gou)和表面特征。圖像(xiang)顯示(shi)活(huo)性炭(tan)顆粒(li)的(de)(de)平(ping)均(jun)尺(chi)寸(cun)約為(wei)20nm，這些(xie)顆粒(li)聚(ju)集在(zai)一起，形成平(ping)均(jun)尺(chi)寸(cun)為(wei)25μm角(jiao)形簇。孔隙率為(wei)17.78%。從SEM圖像(xiang)，簇的(de)(de)表面是(shi)平(ping)的(de)(de)，粗糙的(de)(de)，多孔的(de)(de)。

　　用活性炭降解甲醛

　　活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(0.1g)，在(zai)UV-C光下(xia)，在(zai)0.1,0.5,1,5和(he)10ppm不同制(zhi)備的初始(shi)濃度的甲醛樣品應處理(li)2小時。圖2比較(jiao)活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)處理(li)后聚乙醛的濃度。活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)能有效地去除溶液中的甲醛，特別是初始(shi)濃度較(jiao)低的0.1,0.5和(he)1ppm(p <0.05)。

　　活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)與(yu)活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)混合TiO 2(C-1.5)，C-40和C-活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)是金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)醛(quan)(quan)(quan)降解(jie)*有(you)(you)效的(de)材料中，活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)是降解(jie)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)醛(quan)(quan)(quan)*有(you)(you)效的(de)材料。在(zai)0.1，0.5，1，5，和10ppm，活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)時間研究的(de)濃(nong)度(du)(du)(du)范圍為0.2克L-負載濃(nong)度(du)(du)(du)-1表明(ming)，在(zai)低濃(nong)度(du)(du)(du)高(gao)于濃(nong)度(du)(du)(du)的(de)情況下，去除(chu)四聚(ju)乙醛(quan)(quan)(quan)更(geng)為明(ming)顯。甲醛(quan)(quan)(quan)溶液初(chu)(chu)始濃(nong)度(du)(du)(du)的(de)增加不會導致(zhi)甲醛(quan)(quan)(quan)去除(chu)更(geng)有(you)(you)效。隨著(zhu)甲醛(quan)(quan)(quan)溶液初(chu)(chu)始濃(nong)度(du)(du)(du)的(de)增加，活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)去除(chu)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)醛(quan)(quan)(quan)減少。使用活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)通(tong)過吸附去除(chu)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)醛(quan)(quan)(quan)和Langmuir動(dong)力學模型匹配得當q m值(zhi)為32.258mg g-1，K L值(zhi)為2.013 L mg -1.說明(ming)吸附有(you)(you)利于去除(chu)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)醛(quan)(quan)(quan)。活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)聚(ju)乙醛(quan)(quan)(quan)的(de)吸附非(fei)常適(shi)合偽二級動(dong)力學，并(bing)給出(chu) 2的(de)0.023克值(zhi)毫克-1 分(fen)鐘-1表明(ming)活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)能(neng)在(zai)短(duan)時間內有(you)(you)效去除(chu)四聚(ju)乙醛(quan)(quan)(quan)。

　　與(yu)活性炭(tan)相比，活性炭(tan)混合TiO 2(C-1.5，C-40和C-80)在研究濃度(du)范圍內(nei)，催(cui)化劑負載濃度(du)、光強度(du)和反(fan)應時間對通過(guo)光催(cui)化去除溶(rong)液中的甲醛無效(xiao)。

　　對UV-C對光的影響和納(na)米(mi)催化劑碳含(han)量增加的分析表明，(1)單獨UV-C光對去除(chu)金屬醛(quan)(quan)沒有(you)影響，(2)增加納(na)米(mi)催化劑碳含(han)量僅略微促進甲醛(quan)(quan)降(jiang)解(約4%)。然而(er)，在(zai)黑(hei)暗條件下，單獨的活(huo)性炭去除(chu)77%的甲醛(quan)(quan)UV-C它可以(yi)在(zai)光下去除(chu)81%以(yi)上。甲醛(quan)(quan)可通過吸附活(huo)性炭去除(chu)。然而(er)，它會在(zai)UV-C光下工作更有(you)效。從本(ben)研究中可以(yi)看出，UV-C光強，甲醛(quan)(quan)溶液pH值、反應時間、物(wu)質負應時間、物(wu)質負載濃度等(deng)參數，找(zhao)出甲醛(quan)(quan)降(jiang)解的*佳(jia)參數。