活性炭降解甲醛試驗

　　甲醛是(shi)一種(zhong)有機(ji)化合物，可用(yong)于(yu)農業。在(zai)地表水(shui)(shui)中可以(yi)檢(jian)測(ce)到相對(dui)(dui)較高(gao)水(shui)(shui)平的(de)(de)甲醛。事實上，據報道，在(zai)處理(li)過的(de)(de)飲用(yong)水(shui)(shui)中發現了微(wei)量(liang)聚(ju)乙醛的(de)(de)量(liang)，濃度高(gao)達(da)1微(wei)克-1，高(gao)于(yu)標準0.1微(wei)克大號-1。因此，我們必須找到對(dui)(dui)策，通常使用(yong)活(huo)性炭(tan)吸(xi)附(fu)。

　　飲用水中檢測(ce)到甲醛，濃度(du)(du)低(di)(1)μgL -1)，該值高于(yu)標準要求(qiu)。本(ben)文研究了幾(ji)種材料(liao)的(de)效果：活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭和(he)摻入二氧化(hua)鈦(tai)納(na)米的(de)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭，不(bu)同濃度(du)(du)的(de)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(C-1.5，C-40和(he)C-80)這(zhe)些吸(xi)附劑(ji)(ji)用于(yu)通過光催化(hua)氧化(hua)從(cong)水溶(rong)液中去(qu)(qu)除金屬醛。發(fa)現活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭是*有效的(de)材料(liao)，其去(qu)(qu)除量幾(ji)乎超過90%。吸(xi)附數據和(he)組裝Langmuir等溫模型，得到q 32米(*大/飽和(he)吸(xi)附容量).258毫克(ke)值-1 L(Langmuir常(chang)數)值為2.013 L mg-1。在(zai)動(dong)力學研究方(fang)面，活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭聚乙醛的(de)吸(xi)附與偽二階方(fang)程擬合(he)良好(hao)，使吸(xi)附率常(chang)數 ? 2的(de)0.023克(ke)值mg -1 分鐘 -這(zhe)意味著快速吸(xi)附。納(na)米催化(hua)劑(ji)(ji)具有相同的(de)四聚乙醛濃度(du)(du)和(he)0.2克(ke)L-氧化(hua)聚乙醛比活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭不(bu)太(tai)有效 -1的(de)在(zai)UV光下材料(liao)的(de)進料(liao)濃度(du)(du)和(he)與二氧化(hua)鈦(tai)混合(he)的(de)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(C-1.5)納(na)米催化(hua)劑(ji)(ji)實現的(de)*大去(qu)(qu)除量為7.5 ppm約15%的(de)三聚氰胺溶(rong)液。

　　活(huo)(huo)性炭(tan)不能有效降解金(jin)屬醛(quan)的(de)原因可能是活(huo)(huo)性炭(tan)的(de)粒(li)度和(he)表面(mian)積(ji)不適合(he)去除(chu)金(jin)屬醛(quan)。因此，一種替代方(fang)法是使(shi)用粒(li)度小于(yu)傳統(tong)活(huo)(huo)性炭(tan)的(de)粉末活(huo)(huo)性炭(tan)，從而為吸(xi)附提供更(geng)多的(de)孔隙和(he)表面(mian)空(kong)間。

　　以下是我們實驗中使用的活性炭參數

　　金豐活性(xing)炭(tan)制造有(you)限公司生產工(gong)作(zuo)中使(shi)用的商業（活性(xing)炭(tan)、脫(tuo)色粉末活化(hua)）。碳源為木炭(tan)，經認證，*大使(shi)用水平為250 mg / L。此(ci)外，使(shi)用以下活性(xing)炭(tan)TiO 2納米催(cui)化(hua)劑：

　　具有1.5%活性(xing)炭，98.5%TiO 2(C-1.5)十六烷基(ji)(ji)三甲基(ji)(ji)溴化(hua)銨(an)(CTAB)活性(xing)炭二氧化(hua)鈦(活性(xing)炭)TiO 2)納米催化(hua)劑。

　　具(ju)有(you)40%活性(xing)(xing)炭(tan)，60%TiO 2(C-40)的(de)CTAB活性(xing)(xing)炭(tan)混合改性(xing)(xing)TiO 2納米催化(hua)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納米催化劑。

　　制備金屬醛標準(zhun)溶液

　　去離子(zi)(zi)水用于整個實驗和(he)樣(yang)品制(zhi)備(bei)(bei)過程。這是(shi)因(yin)為去離子(zi)(zi)水在反應過程中可能含(han)有高(gao)有機含(han)量和(he)光(guang)催化OH自由基(ji)反應會(hui)影響GC-MS分析。甲(jia)(jia)醛(quan)儲(chu)(chu)備(bei)(bei)溶(rong)液(ye)是(shi)通過一些參考方(fang)法制(zhi)備(bei)(bei)的(de)。甲(jia)(jia)醛(quan)固體(0.1g)加入到100mL制(zhi)備(bei)(bei)甲(jia)(jia)醇10000ppm儲(chu)(chu)屬(shu)醛(quan)儲(chu)(chu)備(bei)(bei)溶(rong)液(ye)。儲(chu)(chu)備(bei)(bei)溶(rong)液(ye)可以是(shi)1和(he)10℃儲(chu)(chu)存時間長達一年。對于每個光(guang)催化實驗，用去離子(zi)(zi)水稀釋不同(tong)量的(de)儲(chu)(chu)備(bei)(bei)溶(rong)液(ye)mL制(zhi)備(bei)(bei)不同(tong)金屬(shu)醛(quan)濃度(du)的(de)樣(yang)品溶(rong)液(ye)。金屬(shu)醛(quan)濃度(du)范圍(wei)為0.1?15ppm。

　　圖1顯(xian)(xian)示活(huo)性(xing)炭掃描電子(zi)顯(xian)(xian)微(wei)鏡(SEM)圖像顯(xian)(xian)示了(le)活(huo)性(xing)炭的結構和表(biao)面特征(zheng)。圖像顯(xian)(xian)示活(huo)性(xing)炭顆粒的平(ping)均尺(chi)寸約為20nm，這些(xie)顆粒聚集在一起，形成平(ping)均尺(chi)寸為25μm角形簇(cu)。孔隙率(lv)為17.78%。從SEM圖像，簇(cu)的表(biao)面是(shi)平(ping)的，粗糙的，多孔的。

　　用活性炭(tan)降解甲(jia)醛

　　活性(xing)炭(0.1g)，在(zai)UV-C光下(xia)，在(zai)0.1,0.5,1,5和10ppm不同制備的(de)初始濃度(du)的(de)甲(jia)(jia)醛樣品應處理(li)2小時。圖2比(bi)較活性(xing)炭處理(li)后聚(ju)乙醛的(de)濃度(du)。活性(xing)炭能有效地去除溶液(ye)中(zhong)的(de)甲(jia)(jia)醛，特(te)別是初始濃度(du)較低的(de)0.1,0.5和1ppm(p <0.05)。

　　活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)與(yu)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(shu)醛(quan)(quan)(quan)降解(jie)*有(you)效(xiao)的(de)(de)材(cai)(cai)料(liao)中，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)是降解(jie)金屬(shu)醛(quan)(quan)(quan)*有(you)效(xiao)的(de)(de)材(cai)(cai)料(liao)。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)濃度(du)范圍為(wei)0.2克L-負載濃度(du)-1表明(ming)，在低濃度(du)高于濃度(du)的(de)(de)情(qing)況下，去除(chu)(chu)四聚乙(yi)醛(quan)(quan)(quan)更為(wei)明(ming)顯。甲醛(quan)(quan)(quan)溶液初始(shi)濃度(du)的(de)(de)增(zeng)(zeng)加不會(hui)導致甲醛(quan)(quan)(quan)去除(chu)(chu)更有(you)效(xiao)。隨著甲醛(quan)(quan)(quan)溶液初始(shi)濃度(du)的(de)(de)增(zeng)(zeng)加，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)去除(chu)(chu)金屬(shu)醛(quan)(quan)(quan)減少。使(shi)用活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)通過吸(xi)附(fu)去除(chu)(chu)金屬(shu)醛(quan)(quan)(quan)和Langmuir動力學(xue)(xue)模(mo)型匹配得當(dang)q m值(zhi)為(wei)32.258mg g-1，K L值(zhi)為(wei)2.013 L mg -1.說(shuo)明(ming)吸(xi)附(fu)有(you)利于去除(chu)(chu)金屬(shu)醛(quan)(quan)(quan)。活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)聚乙(yi)醛(quan)(quan)(quan)的(de)(de)吸(xi)附(fu)非常適(shi)合偽二級動力學(xue)(xue)，并給出 2的(de)(de)0.023克值(zhi)毫克-1 分鐘-1表明(ming)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)能在短(duan)時間(jian)內有(you)效(xiao)去除(chu)(chu)四聚乙(yi)醛(quan)(quan)(quan)。

　　與活性炭相比，活性炭混合TiO 2(C-1.5，C-40和C-80)在研究濃度(du)范圍內，催(cui)化(hua)劑負(fu)載濃度(du)、光強度(du)和反應時間對通過光催(cui)化(hua)去除溶液中的甲(jia)醛(quan)無(wu)效。

　　對UV-C對光的影響(xiang)和納米(mi)催(cui)(cui)化劑碳含量(liang)增(zeng)加的分析表明，(1)單獨(du)UV-C光對去(qu)除金(jin)屬醛(quan)(quan)沒有(you)影響(xiang)，(2)增(zeng)加納米(mi)催(cui)(cui)化劑碳含量(liang)僅略(lve)微促進甲醛(quan)(quan)降解(約(yue)4%)。然而，在黑暗條件下(xia)，單獨(du)的活性炭(tan)去(qu)除77%的甲醛(quan)(quan)UV-C它可(ke)以(yi)在光下(xia)去(qu)除81%以(yi)上。甲醛(quan)(quan)可(ke)通過吸附活性炭(tan)去(qu)除。然而，它會在UV-C光下(xia)工作更有(you)效。從本研究中可(ke)以(yi)看出，UV-C光強，甲醛(quan)(quan)溶液pH值、反應(ying)時間、物(wu)質負(fu)應(ying)時間、物(wu)質負(fu)載濃(nong)度等參數(shu)，找出甲醛(quan)(quan)降解的*佳(jia)參數(shu)。