活性炭降解甲醛試驗

　　甲醛是一種有機(ji)化合(he)物，可(ke)用(yong)于(yu)農業(ye)。在地表水中可(ke)以檢(jian)測到相對較高水平的(de)甲醛。事實上(shang)，據(ju)報道，在處(chu)理過的(de)飲用(yong)水中發現了微(wei)量(liang)聚乙醛的(de)量(liang)，濃度高達(da)1微(wei)克-1，高于(yu)標準0.1微(wei)克大號(hao)-1。因此，我們必須(xu)找到對策，通常(chang)使(shi)用(yong)活性炭吸附。

　　飲用水(shui)中檢測到甲醛(quan)(quan)，濃(nong)度低(di)(1)μgL -1)，該值(zhi)高(gao)于(yu)標準要求。本文研究(jiu)了幾種材(cai)料(liao)的(de)效果：活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)和(he)摻(chan)入(ru)二(er)氧(yang)(yang)化(hua)鈦納米(mi)的(de)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)，不同(tong)濃(nong)度的(de)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(C-1.5，C-40和(he)C-80)這些吸附劑用于(yu)通(tong)過光(guang)催(cui)化(hua)氧(yang)(yang)化(hua)從水(shui)溶液中去除(chu)金屬(shu)醛(quan)(quan)。發(fa)現(xian)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)是*有(you)效的(de)材(cai)料(liao)，其去除(chu)量幾乎(hu)超過90%。吸附數(shu)據和(he)組裝(zhuang)Langmuir等溫模型，得到q 32米(mi)(*大(da)/飽和(he)吸附容量).258毫克值(zhi)-1 L(Langmuir常數(shu))值(zhi)為2.013 L mg-1。在(zai)動力學研究(jiu)方(fang)面，活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)聚(ju)乙(yi)醛(quan)(quan)的(de)吸附與偽二(er)階方(fang)程擬(ni)合(he)良好，使(shi)吸附率常數(shu) ? 2的(de)0.023克值(zhi)mg -1 分鐘 -這意味著快速吸附。納米(mi)催(cui)化(hua)劑具(ju)有(you)相(xiang)同(tong)的(de)四聚(ju)乙(yi)醛(quan)(quan)濃(nong)度和(he)0.2克L-氧(yang)(yang)化(hua)聚(ju)乙(yi)醛(quan)(quan)比(bi)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)不太有(you)效 -1的(de)在(zai)UV光(guang)下材(cai)料(liao)的(de)進料(liao)濃(nong)度和(he)與二(er)氧(yang)(yang)化(hua)鈦混(hun)合(he)的(de)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(C-1.5)納米(mi)催(cui)化(hua)劑實現(xian)的(de)*大(da)去除(chu)量為7.5 ppm約15%的(de)三聚(ju)氰(qing)胺溶液。

　　活性炭(tan)不能(neng)有效降(jiang)解金屬醛的(de)原(yuan)因可能(neng)是(shi)活性炭(tan)的(de)粒度(du)和表面積(ji)不適合去除(chu)金屬醛。因此(ci)，一種替代方法(fa)是(shi)使用粒度(du)小(xiao)于(yu)傳統(tong)活性炭(tan)的(de)粉末活性炭(tan)，從而為吸附提供更多的(de)孔(kong)隙(xi)和表面空間。

　　以下是我們(men)實驗中使(shi)用的活(huo)性炭(tan)參數

　　金豐(feng)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)制造有限公司生產工作中(zhong)使(shi)(shi)用(yong)的商業（活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)、脫色粉末(mo)活(huo)化(hua)）。碳源(yuan)為(wei)木炭(tan)(tan)，經認證(zheng)，*大使(shi)(shi)用(yong)水(shui)平為(wei)250 mg / L。此(ci)外(wai)，使(shi)(shi)用(yong)以下(xia)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)TiO 2納米催化(hua)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)(hua)銨(an)(CTAB)活性炭二氧化(hua)(hua)鈦(tai)(活性炭)TiO 2)納米催化(hua)(hua)劑。

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

　　活性炭80%，活性炭20%TiO 2(C-80)的CTAB活性炭混合改(gai)性TiO 2納米催化劑。

　　制備金屬(shu)醛標準溶液(ye)

　　去(qu)離子水(shui)用于(yu)整個(ge)(ge)實(shi)驗和樣(yang)品制(zhi)(zhi)備過(guo)程(cheng)。這(zhe)是因為去(qu)離子水(shui)在反(fan)應(ying)過(guo)程(cheng)中可(ke)(ke)能含有(you)高(gao)有(you)機(ji)含量(liang)和光(guang)催(cui)化OH自由基(ji)反(fan)應(ying)會(hui)影響GC-MS分析。甲(jia)(jia)醛儲(chu)(chu)備溶液(ye)(ye)(ye)是通過(guo)一(yi)些參考方(fang)法制(zhi)(zhi)備的(de)。甲(jia)(jia)醛固體(ti)(0.1g)加入到(dao)100mL制(zhi)(zhi)備甲(jia)(jia)醇(chun)10000ppm儲(chu)(chu)屬(shu)醛儲(chu)(chu)備溶液(ye)(ye)(ye)。儲(chu)(chu)備溶液(ye)(ye)(ye)可(ke)(ke)以是1和10℃儲(chu)(chu)存時(shi)間長達一(yi)年。對于(yu)每(mei)個(ge)(ge)光(guang)催(cui)化實(shi)驗，用去(qu)離子水(shui)稀釋不同量(liang)的(de)儲(chu)(chu)備溶液(ye)(ye)(ye)mL制(zhi)(zhi)備不同金(jin)屬(shu)醛濃度(du)的(de)樣(yang)品溶液(ye)(ye)(ye)。金(jin)屬(shu)醛濃度(du)范圍為0.1?15ppm。

　　圖(tu)(tu)(tu)1顯示活性(xing)炭(tan)掃(sao)描電子(zi)顯微鏡(SEM)圖(tu)(tu)(tu)像顯示了(le)活性(xing)炭(tan)的(de)(de)結構(gou)和表面特征(zheng)。圖(tu)(tu)(tu)像顯示活性(xing)炭(tan)顆粒(li)的(de)(de)平均尺寸約為20nm，這些顆粒(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(tu)(tu)(tu)像，簇的(de)(de)表面是(shi)平的(de)(de)，粗糙的(de)(de)，多(duo)孔的(de)(de)。

　　用活性炭降解甲醛

　　活性炭(tan)(tan)(0.1g)，在UV-C光下，在0.1,0.5,1,5和10ppm不(bu)同(tong)制備(bei)的(de)初(chu)始(shi)濃度的(de)甲(jia)醛(quan)樣品應處理2小時。圖2比(bi)較(jiao)活性炭(tan)(tan)處理后聚乙(yi)醛(quan)的(de)濃度。活性炭(tan)(tan)能有效地去除溶液中的(de)甲(jia)醛(quan)，特別(bie)是初(chu)始(shi)濃度較(jiao)低的(de)0.1,0.5和1ppm(p <0.05)。

　　活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)與活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)混合TiO 2(C-1.5)，C-40和C-活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)是金屬醛(quan)(quan)(quan)(quan)降(jiang)解*有效的(de)(de)材(cai)料中，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)是降(jiang)解金屬醛(quan)(quan)(quan)(quan)*有效的(de)(de)材(cai)料。在0.1，0.5，1，5，和10ppm，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)時間(jian)研究的(de)(de)濃(nong)(nong)度(du)范(fan)圍為(wei)0.2克(ke)(ke)L-負載濃(nong)(nong)度(du)-1表(biao)明，在低濃(nong)(nong)度(du)高于(yu)濃(nong)(nong)度(du)的(de)(de)情(qing)況下，去(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)四(si)聚(ju)乙醛(quan)(quan)(quan)(quan)更(geng)為(wei)明顯(xian)。甲醛(quan)(quan)(quan)(quan)溶(rong)液(ye)初始濃(nong)(nong)度(du)的(de)(de)增(zeng)加不會(hui)導致甲醛(quan)(quan)(quan)(quan)去(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)更(geng)有效。隨(sui)著甲醛(quan)(quan)(quan)(quan)溶(rong)液(ye)初始濃(nong)(nong)度(du)的(de)(de)增(zeng)加，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)去(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)金屬醛(quan)(quan)(quan)(quan)減少。使(shi)用(yong)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)通過吸附(fu)去(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)金屬醛(quan)(quan)(quan)(quan)和Langmuir動(dong)力(li)學模型(xing)匹(pi)配得當q m值(zhi)為(wei)32.258mg g-1，K L值(zhi)為(wei)2.013 L mg -1.說(shuo)明吸附(fu)有利于(yu)去(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)金屬醛(quan)(quan)(quan)(quan)。活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)聚(ju)乙醛(quan)(quan)(quan)(quan)的(de)(de)吸附(fu)非常適合偽(wei)二級動(dong)力(li)學，并給(gei)出 2的(de)(de)0.023克(ke)(ke)值(zhi)毫克(ke)(ke)-1 分鐘-1表(biao)明活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)能在短時間(jian)內有效去(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)四(si)聚(ju)乙醛(quan)(quan)(quan)(quan)。

　　與活性(xing)炭(tan)相比，活性(xing)炭(tan)混合TiO 2(C-1.5，C-40和C-80)在研(yan)究濃度范圍(wei)內，催化劑負載濃度、光強度和反應時間對通過光催化去除溶液中(zhong)的甲醛(quan)無效(xiao)。

　　對UV-C對光(guang)(guang)的(de)影響(xiang)和納米催化劑(ji)碳含量增加的(de)分析(xi)表明，(1)單獨(du)UV-C光(guang)(guang)對去(qu)(qu)除金屬醛(quan)(quan)(quan)沒有(you)影響(xiang)，(2)增加納米催化劑(ji)碳含量僅(jin)略微(wei)促進甲醛(quan)(quan)(quan)降解(約4%)。然而，在(zai)黑暗條件下(xia)，單獨(du)的(de)活性炭去(qu)(qu)除77%的(de)甲醛(quan)(quan)(quan)UV-C它(ta)可(ke)以在(zai)光(guang)(guang)下(xia)去(qu)(qu)除81%以上。甲醛(quan)(quan)(quan)可(ke)通過吸附(fu)活性炭去(qu)(qu)除。然而，它(ta)會在(zai)UV-C光(guang)(guang)下(xia)工作(zuo)更有(you)效。從本(ben)研究中(zhong)可(ke)以看出，UV-C光(guang)(guang)強，甲醛(quan)(quan)(quan)溶液(ye)pH值(zhi)、反應時間、物質負(fu)(fu)應時間、物質負(fu)(fu)載濃度等參數，找(zhao)出甲醛(quan)(quan)(quan)降解的(de)*佳參數。