活性炭降解甲醛試驗

　　甲醛是一(yi)種有機化合(he)物，可用(yong)于農(nong)業。在地表水(shui)中(zhong)可以檢測(ce)到(dao)相(xiang)對(dui)(dui)較高水(shui)平(ping)的(de)甲醛。事實(shi)上，據(ju)報道，在處理過的(de)飲用(yong)水(shui)中(zhong)發現了微(wei)量(liang)聚(ju)乙醛的(de)量(liang)，濃度高達1微(wei)克-1，高于標準0.1微(wei)克大號(hao)-1。因(yin)此(ci)，我們必須找到(dao)對(dui)(dui)策(ce)，通(tong)常(chang)使用(yong)活性炭吸附。

　　飲(yin)用水(shui)中檢測(ce)到甲醛(quan)，濃(nong)(nong)度低(1)μgL -1)，該值(zhi)高(gao)于標準要(yao)求。本文研究了(le)幾(ji)種材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)效果：活性(xing)(xing)炭(tan)和摻入二(er)(er)氧化鈦(tai)納(na)米(mi)的(de)(de)(de)活性(xing)(xing)炭(tan)，不同濃(nong)(nong)度的(de)(de)(de)活性(xing)(xing)炭(tan)(C-1.5，C-40和C-80)這(zhe)些吸附(fu)劑(ji)用于通過(guo)光(guang)催化氧化從水(shui)溶液(ye)中去(qu)除金(jin)屬醛(quan)。發(fa)現活性(xing)(xing)炭(tan)是*有效的(de)(de)(de)材(cai)料(liao)(liao)，其(qi)去(qu)除量(liang)幾(ji)乎超過(guo)90%。吸附(fu)數(shu)據(ju)和組裝Langmuir等溫模型，得到q 32米(mi)(*大/飽和吸附(fu)容量(liang)).258毫(hao)克值(zhi)-1 L(Langmuir常數(shu))值(zhi)為2.013 L mg-1。在動(dong)力(li)學研究方面，活性(xing)(xing)炭(tan)聚(ju)(ju)乙醛(quan)的(de)(de)(de)吸附(fu)與偽二(er)(er)階(jie)方程(cheng)擬合良好，使(shi)吸附(fu)率常數(shu) ? 2的(de)(de)(de)0.023克值(zhi)mg -1 分鐘(zhong) -這(zhe)意(yi)味(wei)著快速吸附(fu)。納(na)米(mi)催化劑(ji)具有相同的(de)(de)(de)四聚(ju)(ju)乙醛(quan)濃(nong)(nong)度和0.2克L-氧化聚(ju)(ju)乙醛(quan)比活性(xing)(xing)炭(tan)不太有效 -1的(de)(de)(de)在UV光(guang)下材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)進料(liao)(liao)濃(nong)(nong)度和與二(er)(er)氧化鈦(tai)混合的(de)(de)(de)活性(xing)(xing)炭(tan)(C-1.5)納(na)米(mi)催化劑(ji)實現的(de)(de)(de)*大去(qu)除量(liang)為7.5 ppm約15%的(de)(de)(de)三聚(ju)(ju)氰胺溶液(ye)。

　　活性炭(tan)不能(neng)有(you)效降解(jie)金屬醛的(de)原因(yin)可能(neng)是(shi)活性炭(tan)的(de)粒(li)度(du)(du)和表(biao)面積不適合去(qu)除(chu)金屬醛。因(yin)此，一種替代方法(fa)是(shi)使(shi)用粒(li)度(du)(du)小于傳統活性炭(tan)的(de)粉末活性炭(tan)，從而(er)為吸附提供更多的(de)孔(kong)隙和表(biao)面空間(jian)。

　　以下是我們實驗(yan)中使用的活性(xing)炭參(can)數

　　金(jin)豐活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)制(zhi)造有(you)限公司生產工作中使用(yong)的商業（活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)、脫色粉(fen)末(mo)活化）。碳(tan)源為(wei)木炭(tan)(tan)，經認證，*大使用(yong)水平為(wei)250 mg / L。此外，使用(yong)以下活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)TiO 2納米催化劑：

　　具有1.5%活性炭，98.5%TiO 2(C-1.5)十六烷(wan)基三甲基溴化(hua)銨(CTAB)活性炭二氧化(hua)鈦(活性炭)TiO 2)納(na)米(mi)催化(hua)劑。

　　具(ju)有40%活(huo)性(xing)炭，60%TiO 2(C-40)的CTAB活(huo)性(xing)炭混合(he)改性(xing)TiO 2納米催化(hua)劑。

　　活(huo)性(xing)炭(tan)80%，活(huo)性(xing)炭(tan)20%TiO 2(C-80)的CTAB活(huo)性(xing)炭(tan)混合改性(xing)TiO 2納米(mi)催(cui)化劑。

　　制備金屬醛標準溶(rong)液

　　去離子(zi)水用(yong)于整個(ge)實驗(yan)和樣品制備過(guo)程。這是因為(wei)去離子(zi)水在(zai)反應(ying)過(guo)程中可能含有高有機含量和光催化OH自由基反應(ying)會(hui)影響GC-MS分析。甲醛(quan)儲(chu)(chu)備溶(rong)(rong)液是通過(guo)一些參考方(fang)法制備的。甲醛(quan)固體(0.1g)加入(ru)到100mL制備甲醇10000ppm儲(chu)(chu)屬醛(quan)儲(chu)(chu)備溶(rong)(rong)液。儲(chu)(chu)備溶(rong)(rong)液可以是1和10℃儲(chu)(chu)存時(shi)間長(chang)達一年。對于每個(ge)光催化實驗(yan)，用(yong)去離子(zi)水稀釋不同量的儲(chu)(chu)備溶(rong)(rong)液mL制備不同金屬醛(quan)濃度的樣品溶(rong)(rong)液。金屬醛(quan)濃度范圍(wei)為(wei)0.1?15ppm。

　　圖1顯示活性(xing)炭(tan)掃描電子顯微鏡(SEM)圖像(xiang)顯示了活性(xing)炭(tan)的結構和(he)表(biao)面特征。圖像(xiang)顯示活性(xing)炭(tan)顆(ke)粒的平(ping)(ping)均尺寸約為20nm，這些顆(ke)粒聚集在一起，形(xing)成平(ping)(ping)均尺寸為25μm角形(xing)簇(cu)。孔(kong)隙(xi)率為17.78%。從SEM圖像(xiang)，簇(cu)的表(biao)面是平(ping)(ping)的，粗(cu)糙(cao)的，多孔(kong)的。

　　用活(huo)性炭降(jiang)解甲醛(quan)

　　活(huo)性炭(0.1g)，在UV-C光下，在0.1,0.5,1,5和(he)10ppm不同制備的(de)初(chu)始(shi)濃(nong)(nong)(nong)度(du)(du)的(de)甲醛樣品(pin)應(ying)處理(li)2小時。圖(tu)2比較(jiao)活(huo)性炭處理(li)后聚乙(yi)醛的(de)濃(nong)(nong)(nong)度(du)(du)。活(huo)性炭能有效地(di)去除(chu)溶液中的(de)甲醛，特(te)別是初(chu)始(shi)濃(nong)(nong)(nong)度(du)(du)較(jiao)低的(de)0.1,0.5和(he)1ppm(p <0.05)。

　　活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)與活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)混合TiO 2(C-1.5)，C-40和(he)C-活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)是金(jin)屬(shu)醛(quan)(quan)(quan)降(jiang)解*有(you)效(xiao)的(de)(de)(de)材料中，活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)是降(jiang)解金(jin)屬(shu)醛(quan)(quan)(quan)*有(you)效(xiao)的(de)(de)(de)材料。在(zai)0.1，0.5，1，5，和(he)10ppm，活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)時(shi)間(jian)研究(jiu)的(de)(de)(de)濃(nong)(nong)度(du)(du)范圍(wei)為(wei)0.2克(ke)L-負(fu)載濃(nong)(nong)度(du)(du)-1表明，在(zai)低濃(nong)(nong)度(du)(du)高于(yu)濃(nong)(nong)度(du)(du)的(de)(de)(de)情況下(xia)，去(qu)(qu)除(chu)(chu)四聚乙(yi)醛(quan)(quan)(quan)更(geng)為(wei)明顯。甲醛(quan)(quan)(quan)溶(rong)液初(chu)始(shi)濃(nong)(nong)度(du)(du)的(de)(de)(de)增(zeng)加不會導致甲醛(quan)(quan)(quan)去(qu)(qu)除(chu)(chu)更(geng)有(you)效(xiao)。隨著甲醛(quan)(quan)(quan)溶(rong)液初(chu)始(shi)濃(nong)(nong)度(du)(du)的(de)(de)(de)增(zeng)加，活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)去(qu)(qu)除(chu)(chu)金(jin)屬(shu)醛(quan)(quan)(quan)減(jian)少。使(shi)用(yong)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)通過吸附去(qu)(qu)除(chu)(chu)金(jin)屬(shu)醛(quan)(quan)(quan)和(he)Langmuir動(dong)力學(xue)模型匹配得當q m值為(wei)32.258mg g-1，K L值為(wei)2.013 L mg -1.說明吸附有(you)利于(yu)去(qu)(qu)除(chu)(chu)金(jin)屬(shu)醛(quan)(quan)(quan)。活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)聚乙(yi)醛(quan)(quan)(quan)的(de)(de)(de)吸附非常(chang)適合偽(wei)二級動(dong)力學(xue)，并(bing)給出 2的(de)(de)(de)0.023克(ke)值毫克(ke)-1 分鐘-1表明活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)能在(zai)短時(shi)間(jian)內有(you)效(xiao)去(qu)(qu)除(chu)(chu)四聚乙(yi)醛(quan)(quan)(quan)。

　　與(yu)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)相(xiang)比(bi)，活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)混合TiO 2(C-1.5，C-40和C-80)在研究濃度(du)范圍內(nei)，催化劑負載濃度(du)、光強度(du)和反應(ying)時間對通過光催化去(qu)除(chu)溶液中的甲醛無效。

　　對UV-C對光(guang)的影響和納米催(cui)化劑(ji)碳(tan)含(han)(han)量增加的分析表明(ming)，(1)單獨UV-C光(guang)對去(qu)除金屬醛沒(mei)有(you)(you)影響，(2)增加納米催(cui)化劑(ji)碳(tan)含(han)(han)量僅略微促進甲(jia)(jia)醛降(jiang)解(約4%)。然而，在(zai)黑暗條件下(xia)，單獨的活性炭去(qu)除77%的甲(jia)(jia)醛UV-C它(ta)可(ke)以在(zai)光(guang)下(xia)去(qu)除81%以上。甲(jia)(jia)醛可(ke)通過吸(xi)附活性炭去(qu)除。然而，它(ta)會在(zai)UV-C光(guang)下(xia)工作更有(you)(you)效(xiao)。從本研究中可(ke)以看出，UV-C光(guang)強，甲(jia)(jia)醛溶液pH值、反應時(shi)間、物質(zhi)負(fu)應時(shi)間、物質(zhi)負(fu)載濃度等參(can)數(shu)，找出甲(jia)(jia)醛降(jiang)解的*佳參(can)數(shu)。