活性炭降解甲醛試驗

　　甲(jia)醛(quan)是一(yi)種有(you)機化合物，可(ke)用(yong)于農業。在地表(biao)水中(zhong)可(ke)以檢(jian)測到相對較高水平的甲(jia)醛(quan)。事實(shi)上，據報(bao)道，在處理過(guo)的飲用(yong)水中(zhong)發現了微(wei)量聚乙醛(quan)的量，濃度(du)高達1微(wei)克(ke)(ke)-1，高于標(biao)準0.1微(wei)克(ke)(ke)大號-1。因(yin)此，我們(men)必須找(zhao)到對策，通常(chang)使用(yong)活性炭吸(xi)附。

　　飲用水中檢測到甲醛(quan)，濃度(du)低(1)μgL -1)，該值(zhi)高于標準要求。本文研究了幾種材料(liao)(liao)的(de)(de)(de)效(xiao)果：活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)和(he)摻入二(er)氧化(hua)鈦納米(mi)的(de)(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)，不同濃度(du)的(de)(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(C-1.5，C-40和(he)C-80)這些吸(xi)(xi)附(fu)(fu)劑(ji)(ji)用于通(tong)過(guo)光催化(hua)氧化(hua)從(cong)水溶(rong)液(ye)中去(qu)(qu)除金(jin)屬醛(quan)。發(fa)現活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)是*有效(xiao)的(de)(de)(de)材料(liao)(liao)，其去(qu)(qu)除量(liang)幾乎超過(guo)90%。吸(xi)(xi)附(fu)(fu)數(shu)據和(he)組(zu)裝Langmuir等(deng)溫模型，得(de)到q 32米(mi)(*大(da)/飽(bao)和(he)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)容(rong)量(liang)).258毫克(ke)值(zhi)-1 L(Langmuir常數(shu))值(zhi)為2.013 L mg-1。在(zai)動力學研究方面，活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)聚乙(yi)醛(quan)的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)與偽(wei)二(er)階方程擬合良好，使吸(xi)(xi)附(fu)(fu)率(lv)常數(shu) ? 2的(de)(de)(de)0.023克(ke)值(zhi)mg -1 分(fen)鐘 -這意味(wei)著(zhu)快(kuai)速吸(xi)(xi)附(fu)(fu)。納米(mi)催化(hua)劑(ji)(ji)具有相同的(de)(de)(de)四聚乙(yi)醛(quan)濃度(du)和(he)0.2克(ke)L-氧化(hua)聚乙(yi)醛(quan)比活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)不太(tai)有效(xiao) -1的(de)(de)(de)在(zai)UV光下材料(liao)(liao)的(de)(de)(de)進料(liao)(liao)濃度(du)和(he)與二(er)氧化(hua)鈦混合的(de)(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(C-1.5)納米(mi)催化(hua)劑(ji)(ji)實現的(de)(de)(de)*大(da)去(qu)(qu)除量(liang)為7.5 ppm約15%的(de)(de)(de)三聚氰胺溶(rong)液(ye)。

　　活(huo)性炭(tan)不能有(you)效降解(jie)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)醛的(de)原因可能是活(huo)性炭(tan)的(de)粒度和表面(mian)積(ji)不適合(he)去除金(jin)(jin)屬(shu)(shu)醛。因此(ci)，一種替代方法是使用粒度小于傳(chuan)統(tong)活(huo)性炭(tan)的(de)粉末(mo)活(huo)性炭(tan)，從而為吸附提供更多的(de)孔隙和表面(mian)空間。

　　以下(xia)是(shi)我(wo)們實驗(yan)中使用的活性炭參數

　　金豐(feng)活性炭制造有(you)限公司生產(chan)工作中使(shi)用(yong)的商業（活性炭、脫色(se)粉末活化）。碳(tan)源為木炭，經認證(zheng)，*大(da)使(shi)用(yong)水平為250 mg / L。此(ci)外，使(shi)用(yong)以下活性炭TiO 2納米催化劑：

　　具有(you)1.5%活(huo)性(xing)炭，98.5%TiO 2(C-1.5)十(shi)六烷基(ji)(ji)三甲(jia)基(ji)(ji)溴化(hua)銨(CTAB)活(huo)性(xing)炭二氧化(hua)鈦(tai)(活(huo)性(xing)炭)TiO 2)納米催化(hua)劑。

　　具(ju)有40%活性炭，60%TiO 2(C-40)的CTAB活性炭混(hun)合改性TiO 2納米催化(hua)劑。

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

　　制(zhi)備金屬醛(quan)標(biao)準溶液

　　去離(li)子(zi)水用于整個(ge)實(shi)驗和樣品制(zhi)備(bei)過(guo)程。這是(shi)因為去離(li)子(zi)水在反(fan)(fan)應過(guo)程中可(ke)能含有高有機含量(liang)和光催(cui)化OH自由(you)基(ji)反(fan)(fan)應會影(ying)響GC-MS分析。甲(jia)(jia)醛(quan)儲備(bei)溶液是(shi)通過(guo)一些(xie)參考方法制(zhi)備(bei)的。甲(jia)(jia)醛(quan)固體(0.1g)加入到100mL制(zhi)備(bei)甲(jia)(jia)醇10000ppm儲屬醛(quan)儲備(bei)溶液。儲備(bei)溶液可(ke)以是(shi)1和10℃儲存時(shi)間長達一年(nian)。對于每個(ge)光催(cui)化實(shi)驗，用去離(li)子(zi)水稀釋(shi)不(bu)同(tong)量(liang)的儲備(bei)溶液mL制(zhi)備(bei)不(bu)同(tong)金屬醛(quan)濃度的樣品溶液。金屬醛(quan)濃度范(fan)圍為0.1?15ppm。

　　圖1顯(xian)示活(huo)性炭(tan)(tan)掃描(miao)電(dian)子顯(xian)微鏡(SEM)圖像顯(xian)示了活(huo)性炭(tan)(tan)的(de)(de)結(jie)構和表面特征。圖像顯(xian)示活(huo)性炭(tan)(tan)顆粒的(de)(de)平均(jun)尺(chi)寸約為20nm，這些顆粒聚(ju)集在一起(qi)，形成平均(jun)尺(chi)寸為25μm角形簇。孔隙率為17.78%。從SEM圖像，簇的(de)(de)表面是平的(de)(de)，粗(cu)糙的(de)(de)，多孔的(de)(de)。

　　用活性炭降解甲醛

　　活(huo)(huo)性(xing)炭(0.1g)，在UV-C光下，在0.1,0.5,1,5和10ppm不同(tong)制備的(de)(de)初(chu)始濃度(du)的(de)(de)甲(jia)醛樣(yang)品應處理(li)(li)2小時(shi)。圖2比較活(huo)(huo)性(xing)炭處理(li)(li)后聚乙醛的(de)(de)濃度(du)。活(huo)(huo)性(xing)炭能有效地(di)去除溶液中的(de)(de)甲(jia)醛，特別是初(chu)始濃度(du)較低的(de)(de)0.1,0.5和1ppm(p <0.05)。

　　活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)與活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)混合TiO 2(C-1.5)，C-40和(he)C-活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)是金(jin)(jin)屬醛(quan)(quan)(quan)降解*有(you)(you)效(xiao)的(de)材(cai)料中，活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)是降解金(jin)(jin)屬醛(quan)(quan)(quan)*有(you)(you)效(xiao)的(de)材(cai)料。在0.1，0.5，1，5，和(he)10ppm，活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)時(shi)間研究的(de)濃度(du)(du)(du)范圍為(wei)0.2克L-負(fu)載(zai)濃度(du)(du)(du)-1表(biao)(biao)明(ming)(ming)，在低(di)濃度(du)(du)(du)高于濃度(du)(du)(du)的(de)情況(kuang)下，去(qu)(qu)除(chu)(chu)四(si)聚(ju)乙(yi)醛(quan)(quan)(quan)更為(wei)明(ming)(ming)顯。甲醛(quan)(quan)(quan)溶液(ye)初(chu)始(shi)濃度(du)(du)(du)的(de)增(zeng)加不會導(dao)致甲醛(quan)(quan)(quan)去(qu)(qu)除(chu)(chu)更有(you)(you)效(xiao)。隨著甲醛(quan)(quan)(quan)溶液(ye)初(chu)始(shi)濃度(du)(du)(du)的(de)增(zeng)加，活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)去(qu)(qu)除(chu)(chu)金(jin)(jin)屬醛(quan)(quan)(quan)減少。使用活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)通過吸(xi)附(fu)去(qu)(qu)除(chu)(chu)金(jin)(jin)屬醛(quan)(quan)(quan)和(he)Langmuir動(dong)力學模(mo)型匹配得(de)當q m值為(wei)32.258mg g-1，K L值為(wei)2.013 L mg -1.說明(ming)(ming)吸(xi)附(fu)有(you)(you)利于去(qu)(qu)除(chu)(chu)金(jin)(jin)屬醛(quan)(quan)(quan)。活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)聚(ju)乙(yi)醛(quan)(quan)(quan)的(de)吸(xi)附(fu)非(fei)常適(shi)合偽二(er)級動(dong)力學，并給出(chu) 2的(de)0.023克值毫克-1 分鐘-1表(biao)(biao)明(ming)(ming)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)能(neng)在短時(shi)間內有(you)(you)效(xiao)去(qu)(qu)除(chu)(chu)四(si)聚(ju)乙(yi)醛(quan)(quan)(quan)。

　　與活性炭相比，活性炭混合(he)TiO 2(C-1.5，C-40和C-80)在研究濃度范圍內(nei)，催化(hua)劑負載濃度、光強度和反應(ying)時間對通(tong)過(guo)光催化(hua)去除溶液中(zhong)的甲醛無效。

　　對UV-C對光(guang)(guang)的影響(xiang)和納(na)米(mi)催(cui)化劑碳含量增加的分析表明，(1)單獨UV-C光(guang)(guang)對去除金屬醛(quan)(quan)沒有影響(xiang)，(2)增加納(na)米(mi)催(cui)化劑碳含量僅略微促進甲(jia)醛(quan)(quan)降(jiang)解(約4%)。然而，在(zai)(zai)黑(hei)暗條件下(xia)(xia)，單獨的活性(xing)炭(tan)去除77%的甲(jia)醛(quan)(quan)UV-C它可(ke)以在(zai)(zai)光(guang)(guang)下(xia)(xia)去除81%以上。甲(jia)醛(quan)(quan)可(ke)通過吸(xi)附(fu)活性(xing)炭(tan)去除。然而，它會在(zai)(zai)UV-C光(guang)(guang)下(xia)(xia)工(gong)作更有效。從本研究中可(ke)以看出(chu)，UV-C光(guang)(guang)強，甲(jia)醛(quan)(quan)溶液pH值、反應(ying)時間(jian)、物(wu)質負(fu)應(ying)時間(jian)、物(wu)質負(fu)載(zai)濃度等參數(shu)，找出(chu)甲(jia)醛(quan)(quan)降(jiang)解的*佳(jia)參數(shu)。