活性炭降解甲醛試驗

　　甲醛(quan)是一種有機化(hua)合(he)物(wu)，可(ke)用于(yu)農業。在地表水中可(ke)以檢測(ce)到相(xiang)對較(jiao)高水平的(de)甲醛(quan)。事實(shi)上，據報(bao)道(dao)，在處理過的(de)飲用水中發現了微(wei)量(liang)聚乙醛(quan)的(de)量(liang)，濃度高達(da)1微(wei)克-1，高于(yu)標準(zhun)0.1微(wei)克大(da)號-1。因(yin)此，我們必須找到對策(ce)，通(tong)常(chang)使用活性炭吸附。

　　飲用水(shui)中(zhong)檢測到甲醛，濃度(du)低(1)μgL -1)，該值高于標準要求(qiu)。本(ben)文研(yan)究了(le)幾種材料的(de)(de)(de)效果：活性(xing)炭(tan)(tan)(tan)和摻入二氧(yang)(yang)化鈦(tai)(tai)納米的(de)(de)(de)活性(xing)炭(tan)(tan)(tan)，不同濃度(du)的(de)(de)(de)活性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(C-1.5，C-40和C-80)這(zhe)些(xie)吸(xi)(xi)附(fu)劑用于通(tong)過(guo)光(guang)催(cui)(cui)化氧(yang)(yang)化從水(shui)溶液(ye)中(zhong)去(qu)除(chu)金(jin)屬醛。發(fa)現(xian)(xian)活性(xing)炭(tan)(tan)(tan)是*有效的(de)(de)(de)材料，其去(qu)除(chu)量(liang)(liang)幾乎(hu)超過(guo)90%。吸(xi)(xi)附(fu)數據(ju)和組裝Langmuir等溫模型，得(de)到q 32米(*大/飽和吸(xi)(xi)附(fu)容量(liang)(liang)).258毫克值-1 L(Langmuir常數)值為2.013 L mg-1。在(zai)動力(li)學研(yan)究方面，活性(xing)炭(tan)(tan)(tan)聚乙醛的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)與偽(wei)二階方程擬合(he)良(liang)好，使吸(xi)(xi)附(fu)率常數 ? 2的(de)(de)(de)0.023克值mg -1 分鐘 -這(zhe)意味著快速吸(xi)(xi)附(fu)。納米催(cui)(cui)化劑具有相同的(de)(de)(de)四聚乙醛濃度(du)和0.2克L-氧(yang)(yang)化聚乙醛比活性(xing)炭(tan)(tan)(tan)不太(tai)有效 -1的(de)(de)(de)在(zai)UV光(guang)下材料的(de)(de)(de)進料濃度(du)和與二氧(yang)(yang)化鈦(tai)(tai)混合(he)的(de)(de)(de)活性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(C-1.5)納米催(cui)(cui)化劑實現(xian)(xian)的(de)(de)(de)*大去(qu)除(chu)量(liang)(liang)為7.5 ppm約15%的(de)(de)(de)三聚氰胺(an)溶液(ye)。

　　活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)不能有效降(jiang)解金屬(shu)醛的(de)(de)原因可能是(shi)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)粒度和表面積(ji)不適合去除金屬(shu)醛。因此，一(yi)種(zhong)替(ti)代方(fang)法是(shi)使(shi)用粒度小于傳統活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)粉末活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)，從而為(wei)吸附提供更(geng)多的(de)(de)孔(kong)隙和表面空間。

　　以下是我(wo)們實(shi)驗中使用的活性炭參數

　　金(jin)豐活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)制造(zao)有限公司生產工(gong)作中(zhong)使用的商業(ye)（活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)、脫色粉末活(huo)化）。碳(tan)源為(wei)木炭(tan)，經認證，*大使用水(shui)平(ping)為(wei)250 mg / L。此(ci)外，使用以下活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)TiO 2納米催(cui)化劑：

　　具有1.5%活(huo)性(xing)炭，98.5%TiO 2(C-1.5)十六烷基三甲基溴(xiu)化銨(an)(CTAB)活(huo)性(xing)炭二氧化鈦(活(huo)性(xing)炭)TiO 2)納米催化劑。

　　具有40%活性炭，60%TiO 2(C-40)的CTAB活性炭混合改(gai)性TiO 2納米催化劑(ji)。

　　活性炭80%，活性炭20%TiO 2(C-80)的CTAB活性炭混(hun)合改性TiO 2納米催化(hua)劑。

　　制備金屬醛(quan)標(biao)準溶液

　　去離子水(shui)(shui)(shui)用(yong)于(yu)整個(ge)實(shi)驗和(he)樣(yang)品制(zhi)備(bei)過(guo)(guo)程。這是(shi)因為去離子水(shui)(shui)(shui)在反(fan)應(ying)過(guo)(guo)程中可能含有(you)高有(you)機(ji)含量(liang)和(he)光(guang)催(cui)化(hua)OH自由(you)基(ji)反(fan)應(ying)會影(ying)響GC-MS分析(xi)。甲醛(quan)(quan)儲(chu)(chu)備(bei)溶(rong)(rong)(rong)液(ye)是(shi)通過(guo)(guo)一些(xie)參(can)考方法制(zhi)備(bei)的(de)。甲醛(quan)(quan)固體(ti)(0.1g)加(jia)入到100mL制(zhi)備(bei)甲醇10000ppm儲(chu)(chu)屬(shu)醛(quan)(quan)儲(chu)(chu)備(bei)溶(rong)(rong)(rong)液(ye)。儲(chu)(chu)備(bei)溶(rong)(rong)(rong)液(ye)可以是(shi)1和(he)10℃儲(chu)(chu)存(cun)時間(jian)長達一年(nian)。對于(yu)每個(ge)光(guang)催(cui)化(hua)實(shi)驗，用(yong)去離子水(shui)(shui)(shui)稀(xi)釋不(bu)同量(liang)的(de)儲(chu)(chu)備(bei)溶(rong)(rong)(rong)液(ye)mL制(zhi)備(bei)不(bu)同金(jin)屬(shu)醛(quan)(quan)濃度的(de)樣(yang)品溶(rong)(rong)(rong)液(ye)。金(jin)屬(shu)醛(quan)(quan)濃度范圍為0.1?15ppm。

　　圖1顯示活性炭(tan)掃描電子顯微鏡(SEM)圖像顯示了活性炭(tan)的(de)(de)(de)結構和表面(mian)特征。圖像顯示活性炭(tan)顆粒的(de)(de)(de)平(ping)(ping)均尺寸約為20nm，這些(xie)顆粒聚集(ji)在一(yi)起，形成平(ping)(ping)均尺寸為25μm角形簇。孔(kong)隙(xi)率為17.78%。從SEM圖像，簇的(de)(de)(de)表面(mian)是平(ping)(ping)的(de)(de)(de)，粗糙的(de)(de)(de)，多孔(kong)的(de)(de)(de)。

　　用活性炭(tan)降(jiang)解甲醛(quan)

　　活(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)初(chu)始濃度(du)(du)的(de)甲(jia)醛(quan)樣品應處理(li)2小時。圖2比較活(huo)性(xing)炭處理(li)后(hou)聚乙醛(quan)的(de)濃度(du)(du)。活(huo)性(xing)炭能有(you)效地去除(chu)溶(rong)液中的(de)甲(jia)醛(quan)，特別(bie)是初(chu)始濃度(du)(du)較低的(de)0.1,0.5和1ppm(p <0.05)。

　　活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)與活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)混合TiO 2(C-1.5)，C-40和C-活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)是金屬醛(quan)(quan)降解*有(you)效(xiao)的(de)材(cai)料中，活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)是降解金屬醛(quan)(quan)*有(you)效(xiao)的(de)材(cai)料。在0.1，0.5，1，5，和10ppm，活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)時間研究的(de)濃(nong)度(du)范圍為0.2克L-負載濃(nong)度(du)-1表明(ming)，在低濃(nong)度(du)高于濃(nong)度(du)的(de)情況(kuang)下(xia)，去(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)四聚(ju)乙(yi)醛(quan)(quan)更為明(ming)顯(xian)。甲(jia)醛(quan)(quan)溶液初始(shi)濃(nong)度(du)的(de)增加(jia)不(bu)會導(dao)致甲(jia)醛(quan)(quan)去(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)更有(you)效(xiao)。隨著(zhu)甲(jia)醛(quan)(quan)溶液初始(shi)濃(nong)度(du)的(de)增加(jia)，活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)去(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)金屬醛(quan)(quan)減少。使(shi)用活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)通(tong)過吸附去(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)金屬醛(quan)(quan)和Langmuir動(dong)力學模型匹(pi)配得當q m值為32.258mg g-1，K L值為2.013 L mg -1.說(shuo)明(ming)吸附有(you)利于去(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)金屬醛(quan)(quan)。活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)聚(ju)乙(yi)醛(quan)(quan)的(de)吸附非(fei)常(chang)適合偽二級動(dong)力學，并(bing)給出 2的(de)0.023克值毫克-1 分(fen)鐘(zhong)-1表明(ming)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)能在短(duan)時間內有(you)效(xiao)去(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)四聚(ju)乙(yi)醛(quan)(quan)。

　　與(yu)活性(xing)(xing)炭(tan)相比，活性(xing)(xing)炭(tan)混合TiO 2(C-1.5，C-40和(he)C-80)在(zai)研究濃(nong)度范圍內，催化(hua)劑負載濃(nong)度、光強度和(he)反應時間(jian)對(dui)通過光催化(hua)去除溶液(ye)中(zhong)的甲醛無(wu)效(xiao)。

　　對UV-C對光的(de)影響和納米催(cui)化劑(ji)(ji)碳(tan)含(han)量增(zeng)加的(de)分析表明，(1)單獨UV-C光對去(qu)除金屬醛(quan)(quan)沒有影響，(2)增(zeng)加納米催(cui)化劑(ji)(ji)碳(tan)含(han)量僅略微促進甲醛(quan)(quan)降解(jie)(約4%)。然而，在黑暗條(tiao)件(jian)下(xia)，單獨的(de)活性炭(tan)去(qu)除77%的(de)甲醛(quan)(quan)UV-C它可以(yi)在光下(xia)去(qu)除81%以(yi)上。甲醛(quan)(quan)可通(tong)過吸(xi)附活性炭(tan)去(qu)除。然而，它會在UV-C光下(xia)工作更有效。從本(ben)研究中可以(yi)看出，UV-C光強，甲醛(quan)(quan)溶(rong)液pH值、反(fan)應(ying)時(shi)間(jian)、物(wu)質負應(ying)時(shi)間(jian)、物(wu)質負載濃(nong)度等參數，找出甲醛(quan)(quan)降解(jie)的(de)*佳參數。