活性炭降解甲醛試驗

　　甲(jia)醛是一種有機化合(he)物(wu)，可(ke)用(yong)于農業。在地表水(shui)中可(ke)以(yi)檢測到相對較(jiao)高(gao)水(shui)平的甲(jia)醛。事實上，據報道，在處理過的飲用(yong)水(shui)中發現了(le)微(wei)量聚(ju)乙醛的量，濃度高(gao)達1微(wei)克(ke)-1，高(gao)于標(biao)準0.1微(wei)克(ke)大號-1。因此，我們必須(xu)找到對策(ce)，通(tong)常使用(yong)活性炭吸附。

　　飲(yin)用(yong)水中檢測到(dao)甲醛，濃度(du)(du)(du)低(1)μgL -1)，該值(zhi)高于標(biao)準(zhun)要求。本文研(yan)究了幾種材料(liao)的(de)效(xiao)果：活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)和(he)摻入二(er)氧化(hua)鈦納(na)米的(de)活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)，不(bu)同濃度(du)(du)(du)的(de)活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(C-1.5，C-40和(he)C-80)這些(xie)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)劑用(yong)于通過(guo)光催化(hua)氧化(hua)從水溶液中去(qu)除金屬醛。發現活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)是(shi)*有(you)(you)效(xiao)的(de)材料(liao)，其去(qu)除量幾乎超過(guo)90%。吸(xi)(xi)(xi)附(fu)數(shu)據和(he)組(zu)裝Langmuir等溫模型(xing)，得到(dao)q 32米(*大/飽和(he)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)容量).258毫克值(zhi)-1 L(Langmuir常數(shu))值(zhi)為2.013 L mg-1。在(zai)動(dong)力學研(yan)究方(fang)面，活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)聚乙(yi)(yi)醛的(de)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)與(yu)偽二(er)階(jie)方(fang)程(cheng)擬合良好，使吸(xi)(xi)(xi)附(fu)率(lv)常數(shu) ? 2的(de)0.023克值(zhi)mg -1 分鐘 -這意(yi)味(wei)著快速吸(xi)(xi)(xi)附(fu)。納(na)米催化(hua)劑具(ju)有(you)(you)相同的(de)四(si)聚乙(yi)(yi)醛濃度(du)(du)(du)和(he)0.2克L-氧化(hua)聚乙(yi)(yi)醛比(bi)活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)不(bu)太有(you)(you)效(xiao) -1的(de)在(zai)UV光下(xia)材料(liao)的(de)進料(liao)濃度(du)(du)(du)和(he)與(yu)二(er)氧化(hua)鈦混合的(de)活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(C-1.5)納(na)米催化(hua)劑實現的(de)*大去(qu)除量為7.5 ppm約15%的(de)三聚氰胺溶液。

　　活性炭不能有(you)效降解金屬醛的原因可能是活性炭的粒度和表(biao)面(mian)(mian)積不適合去除金屬醛。因此(ci)，一種(zhong)替代(dai)方(fang)法是使用粒度小于傳統活性炭的粉(fen)末活性炭，從而為吸附提供更多的孔隙和表(biao)面(mian)(mian)空間。

　　以下是(shi)我(wo)們實驗中(zhong)使用(yong)的活性炭參數

　　金豐活(huo)性(xing)炭制造有限公司(si)生產工作中使(shi)用的商業（活(huo)性(xing)炭、脫色粉末(mo)活(huo)化）。碳(tan)源(yuan)為木(mu)炭，經認證，*大使(shi)用水(shui)平為250 mg / L。此外，使(shi)用以(yi)下活(huo)性(xing)炭TiO 2納米催化劑：

　　具有1.5%活性炭，98.5%TiO 2(C-1.5)十六(liu)烷基三甲基溴化(hua)銨(CTAB)活性炭二氧化(hua)鈦(活性炭)TiO 2)納米(mi)催化(hua)劑。

　　具有40%活性炭，60%TiO 2(C-40)的CTAB活性炭混合改性TiO 2納米(mi)催化劑。

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

　　制備(bei)金屬(shu)醛標(biao)準溶(rong)液

　　去離(li)子(zi)水用于(yu)整個(ge)實(shi)驗(yan)和(he)(he)(he)樣(yang)品制備(bei)過(guo)程。這是因為去離(li)子(zi)水在反(fan)應(ying)(ying)過(guo)程中可能含有(you)高有(you)機含量和(he)(he)(he)光催(cui)化(hua)OH自(zi)由基反(fan)應(ying)(ying)會影響GC-MS分析。甲(jia)(jia)醛(quan)儲(chu)(chu)(chu)備(bei)溶(rong)液是通(tong)過(guo)一(yi)些參考方法制備(bei)的。甲(jia)(jia)醛(quan)固體(0.1g)加入到100mL制備(bei)甲(jia)(jia)醇(chun)10000ppm儲(chu)(chu)(chu)屬醛(quan)儲(chu)(chu)(chu)備(bei)溶(rong)液。儲(chu)(chu)(chu)備(bei)溶(rong)液可以是1和(he)(he)(he)10℃儲(chu)(chu)(chu)存(cun)時間長達一(yi)年。對于(yu)每個(ge)光催(cui)化(hua)實(shi)驗(yan)，用去離(li)子(zi)水稀釋不(bu)同(tong)量的儲(chu)(chu)(chu)備(bei)溶(rong)液mL制備(bei)不(bu)同(tong)金(jin)屬醛(quan)濃(nong)(nong)度的樣(yang)品溶(rong)液。金(jin)屬醛(quan)濃(nong)(nong)度范圍為0.1?15ppm。

　　圖(tu)1顯示(shi)(shi)活性炭掃描電(dian)子顯微(wei)鏡(SEM)圖(tu)像顯示(shi)(shi)了(le)活性炭的結構和表面特征。圖(tu)像顯示(shi)(shi)活性炭顆粒的平均尺(chi)寸約為(wei)20nm，這些顆粒聚(ju)集在(zai)一起(qi)，形(xing)成(cheng)平均尺(chi)寸為(wei)25μm角形(xing)簇。孔隙率為(wei)17.78%。從SEM圖(tu)像，簇的表面是平的，粗糙(cao)的，多孔的。

　　用活性炭(tan)降解甲醛

　　活(huo)性(xing)炭(0.1g)，在UV-C光下，在0.1,0.5,1,5和(he)10ppm不同制備(bei)的(de)(de)初始濃(nong)度的(de)(de)甲醛(quan)樣(yang)品應處理2小時。圖2比較(jiao)(jiao)活(huo)性(xing)炭處理后聚(ju)乙醛(quan)的(de)(de)濃(nong)度。活(huo)性(xing)炭能有效地去除溶(rong)液中的(de)(de)甲醛(quan)，特別是(shi)初始濃(nong)度較(jiao)(jiao)低的(de)(de)0.1,0.5和(he)1ppm(p <0.05)。

　　活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭與活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭混合TiO 2(C-1.5)，C-40和C-活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭是(shi)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)醛(quan)降解(jie)*有(you)效的(de)材(cai)料中(zhong)，活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭是(shi)降解(jie)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)醛(quan)*有(you)效的(de)材(cai)料。在(zai)(zai)0.1，0.5，1，5，和10ppm，活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭時間研究的(de)濃(nong)度(du)(du)范(fan)圍(wei)為(wei)0.2克(ke)L-負載濃(nong)度(du)(du)-1表明，在(zai)(zai)低濃(nong)度(du)(du)高于濃(nong)度(du)(du)的(de)情況下，去(qu)除(chu)(chu)四聚(ju)乙醛(quan)更(geng)為(wei)明顯。甲(jia)醛(quan)溶(rong)液初(chu)始濃(nong)度(du)(du)的(de)增加不(bu)會導致甲(jia)醛(quan)去(qu)除(chu)(chu)更(geng)有(you)效。隨著甲(jia)醛(quan)溶(rong)液初(chu)始濃(nong)度(du)(du)的(de)增加，活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭去(qu)除(chu)(chu)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)醛(quan)減少。使用活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭通過吸(xi)附(fu)去(qu)除(chu)(chu)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)醛(quan)和Langmuir動力學模型(xing)匹(pi)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)明吸(xi)附(fu)有(you)利(li)于去(qu)除(chu)(chu)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)醛(quan)。活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭聚(ju)乙醛(quan)的(de)吸(xi)附(fu)非常(chang)適(shi)合偽二級(ji)動力學，并給出 2的(de)0.023克(ke)值(zhi)毫克(ke)-1 分鐘-1表明活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭能在(zai)(zai)短時間內有(you)效去(qu)除(chu)(chu)四聚(ju)乙醛(quan)。

　　與活性炭(tan)相(xiang)比，活性炭(tan)混合TiO 2(C-1.5，C-40和C-80)在研(yan)究濃度范(fan)圍內，催(cui)化(hua)(hua)劑負載濃度、光強度和反應時間對(dui)通(tong)過光催(cui)化(hua)(hua)去除溶液中的(de)甲醛無效。

　　對(dui)UV-C對(dui)光的(de)影(ying)響(xiang)(xiang)和納米催化劑(ji)碳含(han)量(liang)(liang)增(zeng)加的(de)分(fen)析表明，(1)單獨(du)UV-C光對(dui)去(qu)(qu)除金屬醛(quan)(quan)沒有影(ying)響(xiang)(xiang)，(2)增(zeng)加納米催化劑(ji)碳含(han)量(liang)(liang)僅略微促進甲(jia)醛(quan)(quan)降(jiang)解(約4%)。然(ran)而，在黑暗(an)條件下(xia)，單獨(du)的(de)活性(xing)炭(tan)去(qu)(qu)除77%的(de)甲(jia)醛(quan)(quan)UV-C它可以在光下(xia)去(qu)(qu)除81%以上。甲(jia)醛(quan)(quan)可通過吸附(fu)活性(xing)炭(tan)去(qu)(qu)除。然(ran)而，它會在UV-C光下(xia)工作更有效。從本研究中可以看出，UV-C光強(qiang)，甲(jia)醛(quan)(quan)溶(rong)液pH值、反應(ying)(ying)時(shi)間、物質負(fu)應(ying)(ying)時(shi)間、物質負(fu)載濃度等參(can)數，找(zhao)出甲(jia)醛(quan)(quan)降(jiang)解的(de)*佳(jia)參(can)數。