活性炭降解甲醛試驗

　　甲(jia)醛(quan)是(shi)一(yi)種有機(ji)化合物，可用(yong)(yong)于農(nong)業(ye)。在地表(biao)水(shui)中(zhong)可以檢測到相對較(jiao)高水(shui)平(ping)的(de)甲(jia)醛(quan)。事實(shi)上，據報道(dao)，在處(chu)理過的(de)飲用(yong)(yong)水(shui)中(zhong)發現(xian)了(le)微量聚乙(yi)醛(quan)的(de)量，濃度高達1微克(ke)-1，高于標準0.1微克(ke)大號(hao)-1。因此，我們必須找到對策，通常使用(yong)(yong)活性炭吸附(fu)。

　　飲用水(shui)中檢測到甲(jia)醛(quan)，濃(nong)度低(1)μgL -1)，該值高于標準要求。本文(wen)研究(jiu)了幾(ji)種(zhong)材料(liao)的(de)效(xiao)果：活(huo)(huo)(huo)性炭和摻入二(er)氧化(hua)(hua)鈦納(na)(na)米的(de)活(huo)(huo)(huo)性炭，不同濃(nong)度的(de)活(huo)(huo)(huo)性炭(C-1.5，C-40和C-80)這(zhe)些吸(xi)附(fu)(fu)劑(ji)用于通過光(guang)催化(hua)(hua)氧化(hua)(hua)從水(shui)溶液中去除金屬醛(quan)。發(fa)現活(huo)(huo)(huo)性炭是*有(you)效(xiao)的(de)材料(liao)，其去除量(liang)幾(ji)乎超過90%。吸(xi)附(fu)(fu)數(shu)據和組裝(zhuang)Langmuir等溫模型，得(de)到q 32米(*大/飽和吸(xi)附(fu)(fu)容量(liang)).258毫克值-1 L(Langmuir常(chang)數(shu))值為2.013 L mg-1。在動(dong)力學研究(jiu)方(fang)面(mian)，活(huo)(huo)(huo)性炭聚(ju)乙醛(quan)的(de)吸(xi)附(fu)(fu)與偽二(er)階方(fang)程擬合良好，使吸(xi)附(fu)(fu)率常(chang)數(shu) ? 2的(de)0.023克值mg -1 分(fen)鐘 -這(zhe)意味著快速吸(xi)附(fu)(fu)。納(na)(na)米催化(hua)(hua)劑(ji)具有(you)相同的(de)四(si)聚(ju)乙醛(quan)濃(nong)度和0.2克L-氧化(hua)(hua)聚(ju)乙醛(quan)比活(huo)(huo)(huo)性炭不太有(you)效(xiao) -1的(de)在UV光(guang)下材料(liao)的(de)進料(liao)濃(nong)度和與二(er)氧化(hua)(hua)鈦混(hun)合的(de)活(huo)(huo)(huo)性炭(C-1.5)納(na)(na)米催化(hua)(hua)劑(ji)實現的(de)*大去除量(liang)為7.5 ppm約15%的(de)三(san)聚(ju)氰胺(an)溶液。

　　活性炭(tan)不能有效降解金(jin)屬(shu)醛的(de)原因可能是活性炭(tan)的(de)粒度和(he)表面(mian)積不適合去(qu)除(chu)金(jin)屬(shu)醛。因此(ci)，一種替代方法(fa)是使用粒度小于傳統活性炭(tan)的(de)粉末活性炭(tan)，從而(er)為(wei)吸附提(ti)供更多的(de)孔隙(xi)和(he)表面(mian)空間。

　　以下(xia)是我們(men)實(shi)驗(yan)中(zhong)使用的活性炭(tan)參數(shu)

　　金豐活(huo)性炭制造有限公司生產工作中使用的(de)商業（活(huo)性炭、脫色粉末活(huo)化(hua)）。碳源為木炭，經認證(zheng)，*大使用水(shui)平為250 mg / L。此外，使用以下(xia)活(huo)性炭TiO 2納(na)米催化(hua)劑：

　　具有(you)1.5%活性(xing)炭(tan)，98.5%TiO 2(C-1.5)十六烷基(ji)(ji)三甲基(ji)(ji)溴化銨(CTAB)活性(xing)炭(tan)二氧化鈦(活性(xing)炭(tan))TiO 2)納米催化劑。

　　具有(you)40%活(huo)性(xing)炭(tan)，60%TiO 2(C-40)的(de)CTAB活(huo)性(xing)炭(tan)混(hun)合改性(xing)TiO 2納米催化劑。

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

　　制(zhi)備金屬醛標準溶液

　　去(qu)(qu)離(li)(li)子(zi)水(shui)(shui)用于整個實驗和樣品(pin)(pin)制(zhi)備過程。這是(shi)(shi)因為去(qu)(qu)離(li)(li)子(zi)水(shui)(shui)在反(fan)應過程中可(ke)能含有高有機含量和光催化OH自由基反(fan)應會影(ying)響GC-MS分析(xi)。甲醛儲備溶(rong)液(ye)是(shi)(shi)通過一(yi)些參(can)考方法制(zhi)備的(de)。甲醛固體(0.1g)加入(ru)到100mL制(zhi)備甲醇(chun)10000ppm儲屬(shu)醛儲備溶(rong)液(ye)。儲備溶(rong)液(ye)可(ke)以(yi)是(shi)(shi)1和10℃儲存時間長達一(yi)年。對于每(mei)個光催化實驗，用去(qu)(qu)離(li)(li)子(zi)水(shui)(shui)稀釋(shi)不(bu)同量的(de)儲備溶(rong)液(ye)mL制(zhi)備不(bu)同金屬(shu)醛濃度(du)的(de)樣品(pin)(pin)溶(rong)液(ye)。金屬(shu)醛濃度(du)范圍為0.1?15ppm。

　　圖(tu)1顯(xian)示活性(xing)炭(tan)掃描電子顯(xian)微鏡(SEM)圖(tu)像(xiang)顯(xian)示了活性(xing)炭(tan)的(de)結構和表面(mian)特征。圖(tu)像(xiang)顯(xian)示活性(xing)炭(tan)顆(ke)粒的(de)平(ping)(ping)均尺寸約為(wei)20nm，這(zhe)些顆(ke)粒聚集在(zai)一起，形成平(ping)(ping)均尺寸為(wei)25μm角形簇。孔隙(xi)率為(wei)17.78%。從SEM圖(tu)像(xiang)，簇的(de)表面(mian)是(shi)平(ping)(ping)的(de)，粗糙的(de)，多(duo)孔的(de)。

　　用活性炭降解(jie)甲(jia)醛

　　活性炭(0.1g)，在(zai)UV-C光下，在(zai)0.1,0.5,1,5和(he)10ppm不同(tong)制(zhi)備的初始濃(nong)度的甲(jia)醛(quan)樣品應處(chu)理2小時(shi)。圖2比較(jiao)活性炭處(chu)理后聚乙(yi)醛(quan)的濃(nong)度。活性炭能(neng)有效地(di)去除溶(rong)液中的甲(jia)醛(quan)，特別是初始濃(nong)度較(jiao)低的0.1,0.5和(he)1ppm(p <0.05)。

　　活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)與活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)混(hun)合(he)TiO 2(C-1.5)，C-40和(he)C-活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)是金屬(shu)醛(quan)(quan)降解*有效(xiao)的(de)材(cai)料(liao)中(zhong)，活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)是降解金屬(shu)醛(quan)(quan)*有效(xiao)的(de)材(cai)料(liao)。在0.1，0.5，1，5，和(he)10ppm，活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)時間(jian)研究(jiu)的(de)濃度范圍為(wei)0.2克L-負載(zai)濃度-1表明(ming)，在低濃度高于濃度的(de)情(qing)況下，去(qu)除四(si)聚(ju)乙醛(quan)(quan)更為(wei)明(ming)顯。甲醛(quan)(quan)溶液初始濃度的(de)增加不(bu)會導致甲醛(quan)(quan)去(qu)除更有效(xiao)。隨著甲醛(quan)(quan)溶液初始濃度的(de)增加，活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)去(qu)除金屬(shu)醛(quan)(quan)減少(shao)。使用活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)通過(guo)吸(xi)附(fu)(fu)去(qu)除金屬(shu)醛(quan)(quan)和(he)Langmuir動力學(xue)模型(xing)匹(pi)配得當q m值為(wei)32.258mg g-1，K L值為(wei)2.013 L mg -1.說明(ming)吸(xi)附(fu)(fu)有利于去(qu)除金屬(shu)醛(quan)(quan)。活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)聚(ju)乙醛(quan)(quan)的(de)吸(xi)附(fu)(fu)非常(chang)適合(he)偽二級動力學(xue)，并給出 2的(de)0.023克值毫克-1 分(fen)鐘-1表明(ming)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)能在短時間(jian)內有效(xiao)去(qu)除四(si)聚(ju)乙醛(quan)(quan)。

　　與(yu)活(huo)性炭相比，活(huo)性炭混合TiO 2(C-1.5，C-40和C-80)在(zai)研究濃度(du)范圍內(nei)，催(cui)化劑負載濃度(du)、光(guang)強度(du)和反應(ying)時間對(dui)通過光(guang)催(cui)化去除溶(rong)液中的甲醛無效。

　　對UV-C對光(guang)的(de)影響和(he)納米催化劑(ji)碳含量增(zeng)加的(de)分析表明，(1)單獨UV-C光(guang)對去除金屬(shu)醛(quan)(quan)沒(mei)有影響，(2)增(zeng)加納米催化劑(ji)碳含量僅略(lve)微促(cu)進甲(jia)醛(quan)(quan)降(jiang)解(約4%)。然而，在黑暗條件(jian)下(xia)，單獨的(de)活性炭(tan)去除77%的(de)甲(jia)醛(quan)(quan)UV-C它(ta)可以在光(guang)下(xia)去除81%以上。甲(jia)醛(quan)(quan)可通過吸附(fu)活性炭(tan)去除。然而，它(ta)會在UV-C光(guang)下(xia)工作更有效。從本(ben)研(yan)究(jiu)中可以看出，UV-C光(guang)強，甲(jia)醛(quan)(quan)溶液pH值(zhi)、反應時(shi)間(jian)、物質(zhi)負應時(shi)間(jian)、物質(zhi)負載濃度等參(can)數，找出甲(jia)醛(quan)(quan)降(jiang)解的(de)*佳參(can)數。