活性炭降解甲醛試驗

　　甲醛是一種有機化合物，可用于農業(ye)。在(zai)地表(biao)水(shui)中可以(yi)檢測到相對較高水(shui)平的甲醛。事實(shi)上(shang)，據報道(dao)，在(zai)處理過的飲用水(shui)中發現了微(wei)量聚(ju)乙醛的量，濃度高達1微(wei)克-1，高于標準0.1微(wei)克大號-1。因此，我們必須找到對策，通常使用活性(xing)炭吸附。

　　飲用水中檢測到甲醛，濃(nong)度低(1)μgL -1)，該值(zhi)高于標準要(yao)求(qiu)。本文研(yan)究了幾(ji)種材料的(de)(de)(de)效果：活(huo)(huo)(huo)性炭(tan)和摻(chan)入二氧(yang)(yang)化鈦納(na)米(mi)(mi)的(de)(de)(de)活(huo)(huo)(huo)性炭(tan)，不(bu)同濃(nong)度的(de)(de)(de)活(huo)(huo)(huo)性炭(tan)(C-1.5，C-40和C-80)這(zhe)些(xie)吸(xi)(xi)附(fu)劑用于通過光催化氧(yang)(yang)化從水溶液中去除金屬醛。發現活(huo)(huo)(huo)性炭(tan)是(shi)*有效的(de)(de)(de)材料，其去除量幾(ji)乎(hu)超過90%。吸(xi)(xi)附(fu)數據和組裝Langmuir等溫模型，得到q 32米(mi)(mi)(*大/飽(bao)和吸(xi)(xi)附(fu)容量).258毫(hao)克值(zhi)-1 L(Langmuir常(chang)數)值(zhi)為(wei)2.013 L mg-1。在(zai)動力(li)學研(yan)究方(fang)面，活(huo)(huo)(huo)性炭(tan)聚乙醛的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)與(yu)偽(wei)二階方(fang)程擬合良好，使吸(xi)(xi)附(fu)率常(chang)數 ? 2的(de)(de)(de)0.023克值(zhi)mg -1 分鐘 -這(zhe)意(yi)味著(zhu)快速吸(xi)(xi)附(fu)。納(na)米(mi)(mi)催化劑具有相同的(de)(de)(de)四聚乙醛濃(nong)度和0.2克L-氧(yang)(yang)化聚乙醛比活(huo)(huo)(huo)性炭(tan)不(bu)太(tai)有效 -1的(de)(de)(de)在(zai)UV光下材料的(de)(de)(de)進料濃(nong)度和與(yu)二氧(yang)(yang)化鈦混合的(de)(de)(de)活(huo)(huo)(huo)性炭(tan)(C-1.5)納(na)米(mi)(mi)催化劑實現的(de)(de)(de)*大去除量為(wei)7.5 ppm約15%的(de)(de)(de)三聚氰胺(an)溶液。

　　活性炭不能有效降解金屬醛的原因(yin)可能是(shi)活性炭的粒(li)度和表面積(ji)不適合去除(chu)金屬醛。因(yin)此，一種替代(dai)方法是(shi)使(shi)用粒(li)度小(xiao)于傳統(tong)活性炭的粉末(mo)活性炭，從而為吸附提供更多的孔隙和表面空(kong)間。

　　以下是我們實驗中使用的活性炭參數

　　金豐活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)制造有限公司生(sheng)產工作中使(shi)用(yong)的(de)商業（活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)、脫(tuo)色粉末活(huo)(huo)化）。碳源為木炭(tan)，經認證，*大使(shi)用(yong)水(shui)平為250 mg / L。此外，使(shi)用(yong)以下活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)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(wan)基三甲基溴化(hua)銨(CTAB)活(huo)性炭二氧化(hua)鈦(tai)(活(huo)性炭)TiO 2)納米催(cui)化(hua)劑。

　　具有40%活(huo)性炭，60%TiO 2(C-40)的(de)CTAB活(huo)性炭混合改性TiO 2納米催化劑。

　　活(huo)性炭80%，活(huo)性炭20%TiO 2(C-80)的CTAB活(huo)性炭混合改性TiO 2納米催(cui)化(hua)劑。

　　制備金屬醛標(biao)準(zhun)溶液(ye)

　　去(qu)離子水(shui)用(yong)于整個實驗和(he)樣品制備(bei)(bei)過程。這是(shi)因為去(qu)離子水(shui)在反(fan)應過程中可能(neng)含有高有機(ji)含量和(he)光(guang)催化OH自由基反(fan)應會影響GC-MS分析。甲(jia)醛(quan)儲(chu)備(bei)(bei)溶(rong)液(ye)(ye)是(shi)通過一些參考方法制備(bei)(bei)的。甲(jia)醛(quan)固體(0.1g)加入(ru)到(dao)100mL制備(bei)(bei)甲(jia)醇10000ppm儲(chu)屬(shu)醛(quan)儲(chu)備(bei)(bei)溶(rong)液(ye)(ye)。儲(chu)備(bei)(bei)溶(rong)液(ye)(ye)可以(yi)是(shi)1和(he)10℃儲(chu)存時間長(chang)達(da)一年。對(dui)于每(mei)個光(guang)催化實驗，用(yong)去(qu)離子水(shui)稀釋不同(tong)量的儲(chu)備(bei)(bei)溶(rong)液(ye)(ye)mL制備(bei)(bei)不同(tong)金(jin)屬(shu)醛(quan)濃度(du)的樣品溶(rong)液(ye)(ye)。金(jin)屬(shu)醛(quan)濃度(du)范圍為0.1?15ppm。

　　圖1顯(xian)示活性(xing)炭掃描電子顯(xian)微鏡(jing)(SEM)圖像(xiang)顯(xian)示了活性(xing)炭的(de)(de)結構和表面特征(zheng)。圖像(xiang)顯(xian)示活性(xing)炭顆(ke)粒(li)的(de)(de)平均尺寸約為20nm，這些顆(ke)粒(li)聚集(ji)在一起，形成平均尺寸為25μm角形簇。孔隙率為17.78%。從SEM圖像(xiang)，簇的(de)(de)表面是平的(de)(de)，粗(cu)糙的(de)(de)，多孔的(de)(de)。

　　用活性炭(tan)降解甲醛

　　活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(0.1g)，在UV-C光下(xia)，在0.1,0.5,1,5和10ppm不同制備(bei)的(de)(de)(de)(de)初(chu)始濃度的(de)(de)(de)(de)甲醛(quan)樣品(pin)應處(chu)理(li)2小(xiao)時。圖2比(bi)較活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)處(chu)理(li)后聚乙醛(quan)的(de)(de)(de)(de)濃度。活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)能有效地去除溶液中的(de)(de)(de)(de)甲醛(quan)，特別是初(chu)始濃度較低的(de)(de)(de)(de)0.1,0.5和1ppm(p <0.05)。

　　活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)與(yu)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)混(hun)合TiO 2(C-1.5)，C-40和C-活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)是金(jin)屬(shu)醛(quan)(quan)(quan)降解(jie)(jie)*有(you)效(xiao)的(de)(de)材料中，活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)是降解(jie)(jie)金(jin)屬(shu)醛(quan)(quan)(quan)*有(you)效(xiao)的(de)(de)材料。在(zai)0.1，0.5，1，5，和10ppm，活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)時間研(yan)究的(de)(de)濃(nong)(nong)度(du)范(fan)圍為(wei)0.2克(ke)L-負載濃(nong)(nong)度(du)-1表明，在(zai)低濃(nong)(nong)度(du)高(gao)于濃(nong)(nong)度(du)的(de)(de)情況(kuang)下(xia)，去(qu)除(chu)(chu)(chu)四(si)聚乙醛(quan)(quan)(quan)更為(wei)明顯。甲醛(quan)(quan)(quan)溶(rong)液初(chu)始(shi)濃(nong)(nong)度(du)的(de)(de)增加不會(hui)導致甲醛(quan)(quan)(quan)去(qu)除(chu)(chu)(chu)更有(you)效(xiao)。隨著甲醛(quan)(quan)(quan)溶(rong)液初(chu)始(shi)濃(nong)(nong)度(du)的(de)(de)增加，活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)去(qu)除(chu)(chu)(chu)金(jin)屬(shu)醛(quan)(quan)(quan)減少。使用(yong)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)通過吸(xi)(xi)附(fu)去(qu)除(chu)(chu)(chu)金(jin)屬(shu)醛(quan)(quan)(quan)和Langmuir動力學(xue)模型匹配得當q m值(zhi)(zhi)為(wei)32.258mg g-1，K L值(zhi)(zhi)為(wei)2.013 L mg -1.說明吸(xi)(xi)附(fu)有(you)利于去(qu)除(chu)(chu)(chu)金(jin)屬(shu)醛(quan)(quan)(quan)。活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)聚乙醛(quan)(quan)(quan)的(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)非常適合偽二級動力學(xue)，并給出 2的(de)(de)0.023克(ke)值(zhi)(zhi)毫克(ke)-1 分鐘-1表明活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)能在(zai)短(duan)時間內(nei)有(you)效(xiao)去(qu)除(chu)(chu)(chu)四(si)聚乙醛(quan)(quan)(quan)。

　　與(yu)活(huo)性炭(tan)相比，活(huo)性炭(tan)混合TiO 2(C-1.5，C-40和(he)C-80)在研究濃(nong)度范圍內(nei)，催(cui)化(hua)劑負載濃(nong)度、光強度和(he)反應時間對通過光催(cui)化(hua)去除(chu)溶(rong)液中的甲醛(quan)無效。

　　對UV-C對光(guang)(guang)的(de)影響和(he)納米催化劑(ji)(ji)碳含(han)量增加的(de)分(fen)析表明，(1)單獨UV-C光(guang)(guang)對去(qu)除(chu)(chu)(chu)金屬(shu)醛(quan)沒有影響，(2)增加納米催化劑(ji)(ji)碳含(han)量僅略微促進(jin)甲醛(quan)降(jiang)解(約4%)。然(ran)而，在黑暗條件下(xia)，單獨的(de)活(huo)性炭去(qu)除(chu)(chu)(chu)77%的(de)甲醛(quan)UV-C它可以(yi)在光(guang)(guang)下(xia)去(qu)除(chu)(chu)(chu)81%以(yi)上(shang)。甲醛(quan)可通過吸(xi)附活(huo)性炭去(qu)除(chu)(chu)(chu)。然(ran)而，它會(hui)在UV-C光(guang)(guang)下(xia)工作更有效。從本研究中可以(yi)看出(chu)，UV-C光(guang)(guang)強，甲醛(quan)溶液pH值、反應時(shi)間、物(wu)質負應時(shi)間、物(wu)質負載濃(nong)度(du)等參數，找出(chu)甲醛(quan)降(jiang)解的(de)*佳參數。