活性炭降解甲醛試驗

　　甲醛(quan)是一種有機化合物(wu)，可用于(yu)農業。在地表水中可以檢測到相對(dui)較高水平的甲醛(quan)。事實(shi)上，據報(bao)道，在處理過的飲用水中發(fa)現了(le)微量聚乙醛(quan)的量，濃度高達1微克-1，高于(yu)標準0.1微克大號-1。因此，我們必須找到對(dui)策(ce)，通常使用活性炭吸附(fu)。

　　飲(yin)用水中(zhong)檢測到甲醛，濃度(du)(du)低(1)μgL -1)，該值高于(yu)標準要求。本文研(yan)究了幾(ji)種材(cai)料(liao)的(de)效(xiao)果：活(huo)(huo)性炭(tan)和摻(chan)入二氧(yang)(yang)化(hua)鈦納(na)米(mi)(mi)的(de)活(huo)(huo)性炭(tan)，不同濃度(du)(du)的(de)活(huo)(huo)性炭(tan)(C-1.5，C-40和C-80)這些(xie)吸(xi)附劑用于(yu)通過光催(cui)化(hua)氧(yang)(yang)化(hua)從水溶(rong)液中(zhong)去(qu)除(chu)金(jin)屬醛。發現(xian)活(huo)(huo)性炭(tan)是(shi)*有效(xiao)的(de)材(cai)料(liao)，其去(qu)除(chu)量(liang)幾(ji)乎超過90%。吸(xi)附數(shu)據和組裝Langmuir等溫模型(xing)，得到q 32米(mi)(mi)(*大/飽和吸(xi)附容量(liang)).258毫克(ke)值-1 L(Langmuir常數(shu))值為2.013 L mg-1。在(zai)動力學研(yan)究方面(mian)，活(huo)(huo)性炭(tan)聚乙醛的(de)吸(xi)附與(yu)偽二階方程擬(ni)合良好(hao)，使吸(xi)附率常數(shu) ? 2的(de)0.023克(ke)值mg -1 分鐘 -這意味著快速吸(xi)附。納(na)米(mi)(mi)催(cui)化(hua)劑具有相同的(de)四聚乙醛濃度(du)(du)和0.2克(ke)L-氧(yang)(yang)化(hua)聚乙醛比活(huo)(huo)性炭(tan)不太(tai)有效(xiao) -1的(de)在(zai)UV光下材(cai)料(liao)的(de)進(jin)料(liao)濃度(du)(du)和與(yu)二氧(yang)(yang)化(hua)鈦混合的(de)活(huo)(huo)性炭(tan)(C-1.5)納(na)米(mi)(mi)催(cui)化(hua)劑實現(xian)的(de)*大去(qu)除(chu)量(liang)為7.5 ppm約15%的(de)三(san)聚氰(qing)胺溶(rong)液。

　　活性(xing)炭(tan)不能有效降解金(jin)屬(shu)醛(quan)的原因(yin)(yin)可能是活性(xing)炭(tan)的粒度和(he)表面(mian)積(ji)不適合去(qu)除(chu)金(jin)屬(shu)醛(quan)。因(yin)(yin)此(ci)，一種替(ti)代方(fang)法是使用粒度小于傳統(tong)活性(xing)炭(tan)的粉末活性(xing)炭(tan)，從(cong)而為吸附提供更(geng)多的孔隙(xi)和(he)表面(mian)空間。

　　以(yi)下是我們(men)實驗中使用的活性(xing)炭參數

　　金豐活(huo)性炭制造有限公司生產工作中使用(yong)的(de)商(shang)業（活(huo)性炭、脫色粉末活(huo)化）。碳源為木炭，經認(ren)證，*大使用(yong)水平為250 mg / L。此外，使用(yong)以下活(huo)性炭TiO 2納米(mi)催化劑：

　　具有1.5%活(huo)性炭，98.5%TiO 2(C-1.5)十六烷基(ji)三(san)甲基(ji)溴化銨(CTAB)活(huo)性炭二氧化鈦(活(huo)性炭)TiO 2)納(na)米催化劑。

　　具有40%活(huo)性(xing)炭(tan)，60%TiO 2(C-40)的CTAB活(huo)性(xing)炭(tan)混合(he)改性(xing)TiO 2納(na)米(mi)催化劑。

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

　　制備金屬醛標準溶液

　　去(qu)離子(zi)(zi)水用(yong)于(yu)整(zheng)個實驗和(he)樣品制(zhi)備過程(cheng)。這是(shi)(shi)因(yin)為去(qu)離子(zi)(zi)水在反應過程(cheng)中可能含有高(gao)有機含量和(he)光催化(hua)OH自由基(ji)反應會影響GC-MS分析。甲(jia)(jia)醛(quan)(quan)儲(chu)備溶(rong)液(ye)(ye)(ye)是(shi)(shi)通過一些參考方法(fa)制(zhi)備的。甲(jia)(jia)醛(quan)(quan)固體(0.1g)加(jia)入到100mL制(zhi)備甲(jia)(jia)醇10000ppm儲(chu)屬(shu)醛(quan)(quan)儲(chu)備溶(rong)液(ye)(ye)(ye)。儲(chu)備溶(rong)液(ye)(ye)(ye)可以是(shi)(shi)1和(he)10℃儲(chu)存時(shi)間長達一年。對于(yu)每個光催化(hua)實驗，用(yong)去(qu)離子(zi)(zi)水稀釋不同量的儲(chu)備溶(rong)液(ye)(ye)(ye)mL制(zhi)備不同金屬(shu)醛(quan)(quan)濃(nong)度的樣品溶(rong)液(ye)(ye)(ye)。金屬(shu)醛(quan)(quan)濃(nong)度范圍為0.1?15ppm。

　　圖(tu)1顯(xian)示(shi)活性(xing)炭掃描電子顯(xian)微(wei)鏡(jing)(SEM)圖(tu)像(xiang)(xiang)顯(xian)示(shi)了活性(xing)炭的(de)(de)(de)結(jie)構和(he)表(biao)面(mian)特征。圖(tu)像(xiang)(xiang)顯(xian)示(shi)活性(xing)炭顆粒的(de)(de)(de)平(ping)(ping)均尺寸約(yue)為20nm，這些顆粒聚集在一起，形(xing)成平(ping)(ping)均尺寸為25μm角(jiao)形(xing)簇(cu)。孔隙(xi)率為17.78%。從SEM圖(tu)像(xiang)(xiang)，簇(cu)的(de)(de)(de)表(biao)面(mian)是(shi)平(ping)(ping)的(de)(de)(de)，粗(cu)糙的(de)(de)(de)，多孔的(de)(de)(de)。

　　用活性炭降解甲醛

　　活(huo)(huo)性炭(tan)(0.1g)，在(zai)(zai)UV-C光(guang)下，在(zai)(zai)0.1,0.5,1,5和(he)10ppm不同制備的(de)初始濃度(du)的(de)甲醛(quan)樣品應處理(li)2小時。圖2比較活(huo)(huo)性炭(tan)處理(li)后聚(ju)乙(yi)醛(quan)的(de)濃度(du)。活(huo)(huo)性炭(tan)能(neng)有(you)效地去(qu)除溶液中的(de)甲醛(quan)，特別是(shi)初始濃度(du)較低的(de)0.1,0.5和(he)1ppm(p <0.05)。

　　活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)與活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)混合TiO 2(C-1.5)，C-40和(he)C-活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)是(shi)金(jin)(jin)屬醛(quan)降解*有(you)(you)效(xiao)(xiao)的(de)材(cai)料(liao)中(zhong)，活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)是(shi)降解金(jin)(jin)屬醛(quan)*有(you)(you)效(xiao)(xiao)的(de)材(cai)料(liao)。在(zai)0.1，0.5，1，5，和(he)10ppm，活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)時間研究的(de)濃(nong)度(du)(du)范圍(wei)為0.2克(ke)L-負載濃(nong)度(du)(du)-1表明，在(zai)低濃(nong)度(du)(du)高于濃(nong)度(du)(du)的(de)情況下(xia)，去除(chu)四(si)聚(ju)乙醛(quan)更(geng)為明顯。甲醛(quan)溶液(ye)初始濃(nong)度(du)(du)的(de)增(zeng)加(jia)不會導致甲醛(quan)去除(chu)更(geng)有(you)(you)效(xiao)(xiao)。隨著甲醛(quan)溶液(ye)初始濃(nong)度(du)(du)的(de)增(zeng)加(jia)，活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)去除(chu)金(jin)(jin)屬醛(quan)減少。使用(yong)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)通過吸(xi)附(fu)去除(chu)金(jin)(jin)屬醛(quan)和(he)Langmuir動力學模型匹配得當q m值(zhi)為32.258mg g-1，K L值(zhi)為2.013 L mg -1.說明吸(xi)附(fu)有(you)(you)利(li)于去除(chu)金(jin)(jin)屬醛(quan)。活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)聚(ju)乙醛(quan)的(de)吸(xi)附(fu)非常適合偽二級動力學，并給出 2的(de)0.023克(ke)值(zhi)毫克(ke)-1 分鐘(zhong)-1表明活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)能在(zai)短時間內有(you)(you)效(xiao)(xiao)去除(chu)四(si)聚(ju)乙醛(quan)。

　　與(yu)活性(xing)炭相比，活性(xing)炭混合TiO 2(C-1.5，C-40和C-80)在研究濃度(du)(du)范圍內，催化劑(ji)負(fu)載濃度(du)(du)、光強度(du)(du)和反應(ying)時間對通(tong)過光催化去除(chu)溶液中的甲醛(quan)無效。

　　對UV-C對光(guang)的影響和納米催化(hua)劑碳(tan)含(han)(han)量增加的分析(xi)表明，(1)單獨UV-C光(guang)對去(qu)除(chu)(chu)金屬醛沒有影響，(2)增加納米催化(hua)劑碳(tan)含(han)(han)量僅略微(wei)促進(jin)甲醛降解(jie)(約4%)。然(ran)而，在黑(hei)暗條件下，單獨的活(huo)性炭去(qu)除(chu)(chu)77%的甲醛UV-C它(ta)可(ke)以(yi)在光(guang)下去(qu)除(chu)(chu)81%以(yi)上(shang)。甲醛可(ke)通過吸附活(huo)性炭去(qu)除(chu)(chu)。然(ran)而，它(ta)會在UV-C光(guang)下工作更有效。從(cong)本研究中可(ke)以(yi)看出，UV-C光(guang)強，甲醛溶液pH值(zhi)、反應時(shi)間、物質(zhi)負(fu)應時(shi)間、物質(zhi)負(fu)載濃度等(deng)參(can)數，找(zhao)出甲醛降解(jie)的*佳參(can)數。