活性炭降解甲醛試驗

　　甲醛(quan)是一種(zhong)有機化合物，可(ke)用于農(nong)業(ye)。在地表水中(zhong)可(ke)以檢(jian)測(ce)到相對較(jiao)高水平的(de)甲醛(quan)。事實上，據報(bao)道，在處理過的(de)飲用水中(zhong)發(fa)現了微量聚乙醛(quan)的(de)量，濃度高達(da)1微克(ke)-1，高于標準0.1微克(ke)大號-1。因此，我們必須找到對策，通(tong)常使(shi)用活性炭吸附。

　　飲用(yong)水中(zhong)檢測(ce)到(dao)甲醛(quan)，濃(nong)(nong)度低(di)(1)μgL -1)，該值(zhi)高(gao)于(yu)標(biao)準要(yao)求(qiu)。本文研究了幾種材料的(de)(de)(de)效果：活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)和摻入二(er)氧(yang)(yang)化(hua)鈦納(na)米的(de)(de)(de)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)，不同濃(nong)(nong)度的(de)(de)(de)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(C-1.5，C-40和C-80)這(zhe)些吸(xi)附劑用(yong)于(yu)通(tong)過光(guang)催(cui)化(hua)氧(yang)(yang)化(hua)從水溶(rong)液(ye)(ye)中(zhong)去除金(jin)屬醛(quan)。發現(xian)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)是(shi)*有(you)效的(de)(de)(de)材料，其去除量幾乎超過90%。吸(xi)附數據(ju)和組裝(zhuang)Langmuir等溫模型，得到(dao)q 32米(*大/飽和吸(xi)附容量).258毫克值(zhi)-1 L(Langmuir常數)值(zhi)為2.013 L mg-1。在(zai)動力學研究方面，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)聚(ju)(ju)乙(yi)(yi)醛(quan)的(de)(de)(de)吸(xi)附與偽二(er)階(jie)方程擬(ni)合良好(hao)，使吸(xi)附率常數 ? 2的(de)(de)(de)0.023克值(zhi)mg -1 分鐘 -這(zhe)意味著快速(su)吸(xi)附。納(na)米催(cui)化(hua)劑具有(you)相(xiang)同的(de)(de)(de)四(si)聚(ju)(ju)乙(yi)(yi)醛(quan)濃(nong)(nong)度和0.2克L-氧(yang)(yang)化(hua)聚(ju)(ju)乙(yi)(yi)醛(quan)比活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)不太有(you)效 -1的(de)(de)(de)在(zai)UV光(guang)下材料的(de)(de)(de)進料濃(nong)(nong)度和與二(er)氧(yang)(yang)化(hua)鈦混合的(de)(de)(de)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(C-1.5)納(na)米催(cui)化(hua)劑實(shi)現(xian)的(de)(de)(de)*大去除量為7.5 ppm約(yue)15%的(de)(de)(de)三聚(ju)(ju)氰胺(an)溶(rong)液(ye)(ye)。

　　活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)不能(neng)有(you)效降解金屬醛(quan)的原因可能(neng)是活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)的粒(li)度和表面(mian)積(ji)不適合去除金屬醛(quan)。因此，一(yi)種(zhong)替代方法是使用(yong)粒(li)度小于傳(chuan)統活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)的粉末活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)，從而(er)為吸附(fu)提(ti)供更(geng)多的孔(kong)隙(xi)和表面(mian)空間。

　　以下是(shi)我(wo)們實驗中使用的(de)活性炭參(can)數(shu)

　　金豐(feng)活性炭(tan)(tan)制造有限(xian)公司生產工作(zuo)中使(shi)用的(de)商業（活性炭(tan)(tan)、脫(tuo)色粉末活化）。碳(tan)源為木(mu)炭(tan)(tan)，經認證，*大使(shi)用水(shui)平為250 mg / L。此(ci)外，使(shi)用以(yi)下活性炭(tan)(tan)TiO 2納(na)米催(cui)化劑：

　　具有1.5%活(huo)(huo)性炭，98.5%TiO 2(C-1.5)十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)活(huo)(huo)性炭二氧化鈦(tai)(活(huo)(huo)性炭)TiO 2)納米催化劑。

　　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(na)米(mi)催化劑。

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

　　制備金屬醛標準溶液

　　去離子水(shui)用(yong)于整個(ge)實驗和(he)樣品制備(bei)(bei)過(guo)程(cheng)。這是因為(wei)去離子水(shui)在(zai)反應過(guo)程(cheng)中可能含有(you)高有(you)機含量和(he)光(guang)催(cui)化(hua)OH自由基(ji)反應會影響GC-MS分析。甲醛(quan)儲(chu)(chu)備(bei)(bei)溶液(ye)是通過(guo)一(yi)些參考(kao)方法(fa)制備(bei)(bei)的。甲醛(quan)固體(0.1g)加入(ru)到100mL制備(bei)(bei)甲醇(chun)10000ppm儲(chu)(chu)屬(shu)醛(quan)儲(chu)(chu)備(bei)(bei)溶液(ye)。儲(chu)(chu)備(bei)(bei)溶液(ye)可以是1和(he)10℃儲(chu)(chu)存時間長(chang)達一(yi)年。對于每個(ge)光(guang)催(cui)化(hua)實驗，用(yong)去離子水(shui)稀(xi)釋不同量的儲(chu)(chu)備(bei)(bei)溶液(ye)mL制備(bei)(bei)不同金屬(shu)醛(quan)濃度(du)的樣品溶液(ye)。金屬(shu)醛(quan)濃度(du)范圍(wei)為(wei)0.1?15ppm。

　　圖(tu)(tu)1顯(xian)示活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)掃(sao)描電(dian)子顯(xian)微鏡(SEM)圖(tu)(tu)像(xiang)顯(xian)示了(le)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)(de)結構和表面特征。圖(tu)(tu)像(xiang)顯(xian)示活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)顆粒的(de)(de)(de)平(ping)均(jun)(jun)尺(chi)寸約(yue)為20nm，這些顆粒聚集在一起，形成(cheng)平(ping)均(jun)(jun)尺(chi)寸為25μm角形簇(cu)。孔隙率(lv)為17.78%。從(cong)SEM圖(tu)(tu)像(xiang)，簇(cu)的(de)(de)(de)表面是平(ping)的(de)(de)(de)，粗糙的(de)(de)(de)，多(duo)孔的(de)(de)(de)。

　　用活性炭降解甲醛

　　活(huo)性炭(0.1g)，在(zai)(zai)UV-C光(guang)下，在(zai)(zai)0.1,0.5,1,5和(he)10ppm不同制(zhi)備的初始濃(nong)(nong)度的甲醛樣(yang)品應處(chu)理2小時(shi)。圖2比(bi)較活(huo)性炭處(chu)理后聚乙醛的濃(nong)(nong)度。活(huo)性炭能有效地(di)去除溶液中(zhong)的甲醛，特(te)別(bie)是初始濃(nong)(nong)度較低的0.1,0.5和(he)1ppm(p <0.05)。

　　活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)與(yu)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)混(hun)合TiO 2(C-1.5)，C-40和C-活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)是金(jin)屬醛(quan)(quan)(quan)(quan)降解*有(you)(you)(you)效(xiao)的(de)材料(liao)中，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)是降解金(jin)屬醛(quan)(quan)(quan)(quan)*有(you)(you)(you)效(xiao)的(de)材料(liao)。在(zai)0.1，0.5，1，5，和10ppm，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)時間研究的(de)濃(nong)度范圍為0.2克(ke)(ke)L-負載濃(nong)度-1表明(ming)，在(zai)低濃(nong)度高于濃(nong)度的(de)情況下，去(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)四(si)(si)聚乙醛(quan)(quan)(quan)(quan)更為明(ming)顯。甲(jia)醛(quan)(quan)(quan)(quan)溶(rong)液初始濃(nong)度的(de)增加不會導致甲(jia)醛(quan)(quan)(quan)(quan)去(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)更有(you)(you)(you)效(xiao)。隨著甲(jia)醛(quan)(quan)(quan)(quan)溶(rong)液初始濃(nong)度的(de)增加，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)去(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)金(jin)屬醛(quan)(quan)(quan)(quan)減少。使用活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)通過(guo)吸(xi)(xi)附(fu)去(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)金(jin)屬醛(quan)(quan)(quan)(quan)和Langmuir動力學(xue)(xue)模(mo)型匹配(pei)得當q m值(zhi)為32.258mg g-1，K L值(zhi)為2.013 L mg -1.說(shuo)明(ming)吸(xi)(xi)附(fu)有(you)(you)(you)利于去(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)金(jin)屬醛(quan)(quan)(quan)(quan)。活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)聚乙醛(quan)(quan)(quan)(quan)的(de)吸(xi)(xi)附(fu)非常適(shi)合偽二(er)級動力學(xue)(xue)，并給出 2的(de)0.023克(ke)(ke)值(zhi)毫克(ke)(ke)-1 分鐘-1表明(ming)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)能在(zai)短時間內有(you)(you)(you)效(xiao)去(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)四(si)(si)聚乙醛(quan)(quan)(quan)(quan)。

　　與(yu)活性(xing)炭相(xiang)比，活性(xing)炭混合TiO 2(C-1.5，C-40和C-80)在(zai)研(yan)究濃度范圍內，催化劑(ji)負載濃度、光(guang)強度和反應時間對(dui)通過光(guang)催化去除溶液中的甲醛(quan)無效。

　　對UV-C對光(guang)的(de)影響(xiang)和納(na)米催化劑碳含(han)量(liang)增(zeng)加(jia)的(de)分析表明(ming)，(1)單獨(du)UV-C光(guang)對去除金(jin)屬(shu)醛(quan)(quan)沒有(you)(you)影響(xiang)，(2)增(zeng)加(jia)納(na)米催化劑碳含(han)量(liang)僅略微促進甲醛(quan)(quan)降(jiang)解(約4%)。然(ran)而，在(zai)黑暗條件下(xia)，單獨(du)的(de)活(huo)性(xing)炭(tan)去除77%的(de)甲醛(quan)(quan)UV-C它可(ke)以在(zai)光(guang)下(xia)去除81%以上。甲醛(quan)(quan)可(ke)通過(guo)吸附活(huo)性(xing)炭(tan)去除。然(ran)而，它會(hui)在(zai)UV-C光(guang)下(xia)工作更有(you)(you)效。從本(ben)研究中可(ke)以看出，UV-C光(guang)強，甲醛(quan)(quan)溶(rong)液pH值、反應時間、物質負應時間、物質負載濃度(du)等參數，找(zhao)出甲醛(quan)(quan)降(jiang)解的(de)*佳(jia)參數。