活性炭降解甲醛試驗

　　甲(jia)醛是一種有(you)機化合物，可(ke)(ke)用于(yu)農業。在(zai)(zai)地表(biao)水(shui)中可(ke)(ke)以(yi)檢測到相對較高(gao)水(shui)平(ping)的甲(jia)醛。事實上，據(ju)報道，在(zai)(zai)處理過的飲用水(shui)中發現了微(wei)量(liang)聚乙醛的量(liang)，濃度高(gao)達1微(wei)克(ke)-1，高(gao)于(yu)標準(zhun)0.1微(wei)克(ke)大號-1。因此，我們(men)必須找(zhao)到對策，通常(chang)使用活性炭吸附。

　　飲用水(shui)中(zhong)檢測到(dao)甲(jia)醛(quan)，濃度(du)(du)低(1)μgL -1)，該值(zhi)高于(yu)標準要求。本文研(yan)(yan)究了幾種材料的(de)(de)效(xiao)果：活性(xing)炭(tan)(tan)和(he)(he)摻入二氧化(hua)鈦納(na)米(mi)的(de)(de)活性(xing)炭(tan)(tan)，不同(tong)(tong)濃度(du)(du)的(de)(de)活性(xing)炭(tan)(tan)(C-1.5，C-40和(he)(he)C-80)這(zhe)些(xie)吸(xi)(xi)附(fu)劑用于(yu)通過光(guang)催(cui)(cui)化(hua)氧化(hua)從水(shui)溶(rong)液(ye)中(zhong)去(qu)除(chu)(chu)金屬醛(quan)。發現活性(xing)炭(tan)(tan)是(shi)*有效(xiao)的(de)(de)材料，其去(qu)除(chu)(chu)量幾乎超過90%。吸(xi)(xi)附(fu)數(shu)據和(he)(he)組(zu)裝Langmuir等溫模型，得到(dao)q 32米(mi)(*大(da)/飽和(he)(he)吸(xi)(xi)附(fu)容量).258毫(hao)克(ke)值(zhi)-1 L(Langmuir常(chang)數(shu))值(zhi)為2.013 L mg-1。在動力學研(yan)(yan)究方面(mian)，活性(xing)炭(tan)(tan)聚(ju)(ju)(ju)乙醛(quan)的(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)與(yu)偽二階(jie)方程擬(ni)合(he)良(liang)好，使吸(xi)(xi)附(fu)率常(chang)數(shu) ? 2的(de)(de)0.023克(ke)值(zhi)mg -1 分鐘 -這(zhe)意味著快速(su)吸(xi)(xi)附(fu)。納(na)米(mi)催(cui)(cui)化(hua)劑具有相同(tong)(tong)的(de)(de)四聚(ju)(ju)(ju)乙醛(quan)濃度(du)(du)和(he)(he)0.2克(ke)L-氧化(hua)聚(ju)(ju)(ju)乙醛(quan)比活性(xing)炭(tan)(tan)不太有效(xiao) -1的(de)(de)在UV光(guang)下(xia)材料的(de)(de)進料濃度(du)(du)和(he)(he)與(yu)二氧化(hua)鈦混合(he)的(de)(de)活性(xing)炭(tan)(tan)(C-1.5)納(na)米(mi)催(cui)(cui)化(hua)劑實現的(de)(de)*大(da)去(qu)除(chu)(chu)量為7.5 ppm約15%的(de)(de)三聚(ju)(ju)(ju)氰(qing)胺(an)溶(rong)液(ye)。

　　活(huo)性炭(tan)不能有效降解金屬醛的原因(yin)可能是活(huo)性炭(tan)的粒度(du)和表(biao)面積不適合(he)去除金屬醛。因(yin)此，一(yi)種替代方法是使用粒度(du)小于傳統活(huo)性炭(tan)的粉末活(huo)性炭(tan)，從而(er)為吸(xi)附提供更多的孔隙和表(biao)面空(kong)間。

　　以下是(shi)我(wo)們實驗中(zhong)使(shi)用的(de)活(huo)性炭參數(shu)

　　金豐活性(xing)炭(tan)(tan)制造有限公司生產工作中使用的(de)商業（活性(xing)炭(tan)(tan)、脫(tuo)色粉(fen)末活化(hua)）。碳源為木炭(tan)(tan)，經(jing)認證，*大使用水(shui)平為250 mg / L。此外，使用以下活性(xing)炭(tan)(tan)TiO 2納米催化(hua)劑：

　　具有1.5%活性(xing)炭，98.5%TiO 2(C-1.5)十六烷基(ji)三甲基(ji)溴化銨(CTAB)活性(xing)炭二(er)氧化鈦(活性(xing)炭)TiO 2)納米催化劑。

　　具(ju)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(huo)性(xing)炭80%，活(huo)性(xing)炭20%TiO 2(C-80)的CTAB活(huo)性(xing)炭混合(he)改(gai)性(xing)TiO 2納(na)米催(cui)化劑。

　　制備金屬醛標準溶(rong)液

　　去離子(zi)(zi)水(shui)用于整個實(shi)驗和(he)樣品制(zhi)備過(guo)程。這是(shi)因(yin)為(wei)(wei)去離子(zi)(zi)水(shui)在反(fan)應過(guo)程中可(ke)能含有高有機含量(liang)和(he)光(guang)(guang)催(cui)化OH自(zi)由基反(fan)應會影響GC-MS分析。甲醛(quan)儲(chu)備溶(rong)(rong)(rong)液(ye)是(shi)通過(guo)一些參考方法制(zhi)備的。甲醛(quan)固體(0.1g)加入到100mL制(zhi)備甲醇10000ppm儲(chu)屬(shu)醛(quan)儲(chu)備溶(rong)(rong)(rong)液(ye)。儲(chu)備溶(rong)(rong)(rong)液(ye)可(ke)以(yi)是(shi)1和(he)10℃儲(chu)存時間長達一年。對于每個光(guang)(guang)催(cui)化實(shi)驗，用去離子(zi)(zi)水(shui)稀釋不(bu)同量(liang)的儲(chu)備溶(rong)(rong)(rong)液(ye)mL制(zhi)備不(bu)同金屬(shu)醛(quan)濃(nong)度的樣品溶(rong)(rong)(rong)液(ye)。金屬(shu)醛(quan)濃(nong)度范圍為(wei)(wei)0.1?15ppm。

　　圖(tu)1顯示活性炭掃描電子顯微鏡(SEM)圖(tu)像顯示了活性炭的(de)結(jie)構和表(biao)面(mian)特征。圖(tu)像顯示活性炭顆粒的(de)平(ping)(ping)均(jun)尺寸約為20nm，這(zhe)些(xie)顆粒聚集在一起，形成平(ping)(ping)均(jun)尺寸為25μm角形簇。孔隙率為17.78%。從(cong)SEM圖(tu)像，簇的(de)表(biao)面(mian)是平(ping)(ping)的(de)，粗糙的(de)，多孔的(de)。

　　用活性炭降解(jie)甲(jia)醛

　　活(huo)性炭(tan)(0.1g)，在UV-C光(guang)下(xia)，在0.1,0.5,1,5和(he)10ppm不(bu)同制備(bei)的(de)(de)初(chu)始濃度的(de)(de)甲醛樣(yang)品應處(chu)理(li)2小時。圖2比較活(huo)性炭(tan)處(chu)理(li)后聚乙醛的(de)(de)濃度。活(huo)性炭(tan)能有效地去除溶(rong)液中(zhong)的(de)(de)甲醛，特別是(shi)初(chu)始濃度較低(di)的(de)(de)0.1,0.5和(he)1ppm(p <0.05)。

　　活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)與活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)混合(he)TiO 2(C-1.5)，C-40和C-活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)是(shi)金屬醛(quan)降解*有(you)(you)效(xiao)的(de)材(cai)(cai)料(liao)(liao)中，活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)是(shi)降解金屬醛(quan)*有(you)(you)效(xiao)的(de)材(cai)(cai)料(liao)(liao)。在0.1，0.5，1，5，和10ppm，活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)時間研究的(de)濃(nong)度(du)范圍為(wei)(wei)0.2克(ke)L-負載濃(nong)度(du)-1表(biao)明(ming)(ming)，在低濃(nong)度(du)高于濃(nong)度(du)的(de)情(qing)況下，去(qu)除(chu)(chu)四(si)聚乙醛(quan)更為(wei)(wei)明(ming)(ming)顯。甲(jia)醛(quan)溶液初始(shi)濃(nong)度(du)的(de)增(zeng)加不會(hui)導致(zhi)甲(jia)醛(quan)去(qu)除(chu)(chu)更有(you)(you)效(xiao)。隨著(zhu)甲(jia)醛(quan)溶液初始(shi)濃(nong)度(du)的(de)增(zeng)加，活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)去(qu)除(chu)(chu)金屬醛(quan)減少。使用活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)通過吸(xi)附(fu)去(qu)除(chu)(chu)金屬醛(quan)和Langmuir動(dong)力(li)學(xue)模型匹配得(de)當q m值為(wei)(wei)32.258mg g-1，K L值為(wei)(wei)2.013 L mg -1.說明(ming)(ming)吸(xi)附(fu)有(you)(you)利于去(qu)除(chu)(chu)金屬醛(quan)。活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)聚乙醛(quan)的(de)吸(xi)附(fu)非(fei)常(chang)適合(he)偽二級動(dong)力(li)學(xue)，并(bing)給出 2的(de)0.023克(ke)值毫克(ke)-1 分鐘(zhong)-1表(biao)明(ming)(ming)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)能在短(duan)時間內有(you)(you)效(xiao)去(qu)除(chu)(chu)四(si)聚乙醛(quan)。

　　與(yu)活(huo)性(xing)炭相比，活(huo)性(xing)炭混合TiO 2(C-1.5，C-40和(he)C-80)在研(yan)究濃度范(fan)圍內(nei)，催(cui)化(hua)劑負載濃度、光強度和(he)反(fan)應時間(jian)對通過光催(cui)化(hua)去除溶液中(zhong)的甲醛無效。

　　對(dui)UV-C對(dui)光的影響(xiang)和(he)納米催(cui)化劑碳含量增加的分析表明，(1)單獨(du)UV-C光對(dui)去(qu)除(chu)(chu)(chu)金屬醛(quan)沒有(you)影響(xiang)，(2)增加納米催(cui)化劑碳含量僅略微促進甲(jia)醛(quan)降(jiang)解(jie)(約4%)。然(ran)而，在(zai)黑暗(an)條件下，單獨(du)的活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)去(qu)除(chu)(chu)(chu)77%的甲(jia)醛(quan)UV-C它可以(yi)(yi)在(zai)光下去(qu)除(chu)(chu)(chu)81%以(yi)(yi)上。甲(jia)醛(quan)可通過吸(xi)附活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)去(qu)除(chu)(chu)(chu)。然(ran)而，它會在(zai)UV-C光下工作更有(you)效。從本研究中可以(yi)(yi)看(kan)出，UV-C光強，甲(jia)醛(quan)溶液pH值(zhi)、反應時間、物質(zhi)負應時間、物質(zhi)負載(zai)濃度(du)等參(can)數(shu)，找(zhao)出甲(jia)醛(quan)降(jiang)解(jie)的*佳參(can)數(shu)。