活性炭降解甲醛試驗

　　甲醛是一種有機化(hua)合物(wu)，可(ke)用于農業。在地(di)表水(shui)中可(ke)以檢測到(dao)相對(dui)(dui)較高(gao)水(shui)平(ping)的甲醛。事實上，據報道，在處(chu)理過的飲用水(shui)中發現了微量(liang)聚乙醛的量(liang)，濃(nong)度高(gao)達1微克(ke)(ke)-1，高(gao)于標準0.1微克(ke)(ke)大號-1。因此，我(wo)們必須找(zhao)到(dao)對(dui)(dui)策(ce)，通常使(shi)用活(huo)性(xing)炭吸(xi)附。

　　飲用水(shui)中檢測到(dao)甲(jia)醛(quan)(quan)，濃度(du)低(1)μgL -1)，該值高于標準要求。本文研(yan)究了幾(ji)種材料(liao)的(de)效(xiao)果：活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)和(he)(he)摻入二氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鈦納(na)米(mi)的(de)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)，不同濃度(du)的(de)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(C-1.5，C-40和(he)(he)C-80)這(zhe)些吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)劑(ji)用于通(tong)過(guo)光(guang)催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)從(cong)水(shui)溶(rong)液中去除金屬(shu)醛(quan)(quan)。發現活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)是*有效(xiao)的(de)材料(liao)，其去除量(liang)幾(ji)乎超過(guo)90%。吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)數據和(he)(he)組裝Langmuir等(deng)溫模型，得到(dao)q 32米(mi)(*大/飽(bao)和(he)(he)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)容(rong)量(liang)).258毫克值-1 L(Langmuir常數)值為(wei)2.013 L mg-1。在(zai)動力學研(yan)究方(fang)面(mian)，活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)聚乙醛(quan)(quan)的(de)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)與偽二階方(fang)程擬合良(liang)好，使吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)率(lv)常數 ? 2的(de)0.023克值mg -1 分(fen)鐘 -這(zhe)意味著快速吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)。納(na)米(mi)催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)具有相同的(de)四聚乙醛(quan)(quan)濃度(du)和(he)(he)0.2克L-氧化(hua)(hua)(hua)(hua)聚乙醛(quan)(quan)比(bi)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)不太有效(xiao) -1的(de)在(zai)UV光(guang)下材料(liao)的(de)進料(liao)濃度(du)和(he)(he)與二氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鈦混合的(de)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(C-1.5)納(na)米(mi)催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)實(shi)現的(de)*大去除量(liang)為(wei)7.5 ppm約15%的(de)三聚氰胺溶(rong)液。

　　活性(xing)(xing)炭不能(neng)有(you)效(xiao)降解(jie)金屬醛(quan)的(de)(de)原因可能(neng)是(shi)活性(xing)(xing)炭的(de)(de)粒度和表面積不適(shi)合去除金屬醛(quan)。因此，一(yi)種(zhong)替代方法是(shi)使用粒度小于傳統活性(xing)(xing)炭的(de)(de)粉末活性(xing)(xing)炭，從(cong)而為吸附(fu)提供更多的(de)(de)孔隙和表面空間(jian)。

　　以下是我們實驗中使用的活性炭參(can)數

　　金豐(feng)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)制造有限(xian)公司(si)生產工作(zuo)中(zhong)使(shi)用的商業（活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)、脫色粉末活(huo)(huo)化）。碳源為木炭(tan)，經認(ren)證，*大使(shi)用水平為250 mg / L。此外，使(shi)用以(yi)下活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)TiO 2納米催化劑：

　　具有1.5%活性炭，98.5%TiO 2(C-1.5)十六烷基(ji)三甲基(ji)溴化(hua)銨(CTAB)活性炭二氧化(hua)鈦(活性炭)TiO 2)納(na)米(mi)催(cui)化(hua)劑。

　　具有40%活性炭(tan)，60%TiO 2(C-40)的CTAB活性炭(tan)混合改性TiO 2納(na)米催(cui)化劑。

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

　　制備金(jin)屬醛標準溶液

　　去(qu)(qu)離子水用于整(zheng)個實(shi)驗和(he)(he)樣品制備(bei)過(guo)程。這是因為去(qu)(qu)離子水在反應(ying)過(guo)程中可能含有(you)高有(you)機含量(liang)和(he)(he)光催化OH自由基反應(ying)會(hui)影(ying)響GC-MS分析。甲(jia)醛儲(chu)(chu)備(bei)溶(rong)液(ye)(ye)(ye)是通(tong)過(guo)一(yi)些參考方法制備(bei)的(de)。甲(jia)醛固體(0.1g)加入到(dao)100mL制備(bei)甲(jia)醇10000ppm儲(chu)(chu)屬醛儲(chu)(chu)備(bei)溶(rong)液(ye)(ye)(ye)。儲(chu)(chu)備(bei)溶(rong)液(ye)(ye)(ye)可以是1和(he)(he)10℃儲(chu)(chu)存時間長達一(yi)年。對(dui)于每(mei)個光催化實(shi)驗，用去(qu)(qu)離子水稀釋不同(tong)量(liang)的(de)儲(chu)(chu)備(bei)溶(rong)液(ye)(ye)(ye)mL制備(bei)不同(tong)金(jin)屬醛濃度的(de)樣品溶(rong)液(ye)(ye)(ye)。金(jin)屬醛濃度范(fan)圍為0.1?15ppm。

　　圖(tu)(tu)1顯(xian)(xian)示(shi)活性(xing)炭掃描電子顯(xian)(xian)微鏡(SEM)圖(tu)(tu)像(xiang)顯(xian)(xian)示(shi)了活性(xing)炭的(de)結構和表(biao)面(mian)特征(zheng)。圖(tu)(tu)像(xiang)顯(xian)(xian)示(shi)活性(xing)炭顆(ke)(ke)粒的(de)平(ping)均(jun)尺(chi)寸約為20nm，這些顆(ke)(ke)粒聚集(ji)在(zai)一起，形(xing)成平(ping)均(jun)尺(chi)寸為25μm角形(xing)簇。孔隙率為17.78%。從SEM圖(tu)(tu)像(xiang)，簇的(de)表(biao)面(mian)是(shi)平(ping)的(de)，粗糙的(de)，多(duo)孔的(de)。

　　用活性(xing)炭降解甲醛

　　活性炭(0.1g)，在UV-C光下，在0.1,0.5,1,5和10ppm不同制(zhi)備的初始(shi)濃(nong)(nong)度(du)的甲醛樣品應處(chu)理(li)2小時。圖(tu)2比(bi)較(jiao)活性炭處(chu)理(li)后聚乙醛的濃(nong)(nong)度(du)。活性炭能有效地去除溶液中的甲醛，特別是初始(shi)濃(nong)(nong)度(du)較(jiao)低(di)的0.1,0.5和1ppm(p <0.05)。

　　活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)與活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)混(hun)合(he)TiO 2(C-1.5)，C-40和C-活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)是(shi)金(jin)(jin)屬醛(quan)降(jiang)解*有效(xiao)(xiao)的(de)材(cai)(cai)料中，活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)是(shi)降(jiang)解金(jin)(jin)屬醛(quan)*有效(xiao)(xiao)的(de)材(cai)(cai)料。在(zai)0.1，0.5，1，5，和10ppm，活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)時間研(yan)究的(de)濃度范(fan)圍為(wei)0.2克(ke)L-負載濃度-1表明(ming)，在(zai)低濃度高(gao)于濃度的(de)情況下(xia)，去除(chu)四聚乙(yi)(yi)醛(quan)更(geng)為(wei)明(ming)顯。甲(jia)醛(quan)溶(rong)液初始濃度的(de)增(zeng)加不會導致甲(jia)醛(quan)去除(chu)更(geng)有效(xiao)(xiao)。隨著(zhu)甲(jia)醛(quan)溶(rong)液初始濃度的(de)增(zeng)加，活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)去除(chu)金(jin)(jin)屬醛(quan)減少。使用活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)通過吸附去除(chu)金(jin)(jin)屬醛(quan)和Langmuir動力學(xue)模型匹配得當q m值為(wei)32.258mg g-1，K L值為(wei)2.013 L mg -1.說明(ming)吸附有利于去除(chu)金(jin)(jin)屬醛(quan)。活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)聚乙(yi)(yi)醛(quan)的(de)吸附非常適合(he)偽二級動力學(xue)，并給出 2的(de)0.023克(ke)值毫克(ke)-1 分(fen)鐘-1表明(ming)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)能(neng)在(zai)短時間內(nei)有效(xiao)(xiao)去除(chu)四聚乙(yi)(yi)醛(quan)。

　　與活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭相(xiang)比，活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭混合TiO 2(C-1.5，C-40和C-80)在研(yan)究濃度(du)范圍內，催化劑負載(zai)濃度(du)、光強度(du)和反應時間對通過(guo)光催化去(qu)除溶液中的甲醛無效(xiao)。

　　對(dui)UV-C對(dui)光的(de)(de)影(ying)響(xiang)和納米(mi)催化(hua)(hua)劑(ji)碳含量增(zeng)加(jia)的(de)(de)分(fen)析表明，(1)單獨UV-C光對(dui)去除(chu)金屬(shu)醛(quan)沒有(you)(you)影(ying)響(xiang)，(2)增(zeng)加(jia)納米(mi)催化(hua)(hua)劑(ji)碳含量僅略(lve)微(wei)促(cu)進甲(jia)(jia)醛(quan)降解(約4%)。然(ran)而，在黑暗條件下，單獨的(de)(de)活性炭去除(chu)77%的(de)(de)甲(jia)(jia)醛(quan)UV-C它(ta)可以(yi)(yi)在光下去除(chu)81%以(yi)(yi)上。甲(jia)(jia)醛(quan)可通過吸附活性炭去除(chu)。然(ran)而，它(ta)會(hui)在UV-C光下工作更(geng)有(you)(you)效。從本研究中可以(yi)(yi)看出(chu)，UV-C光強，甲(jia)(jia)醛(quan)溶(rong)液pH值(zhi)、反應(ying)時間、物質(zhi)負應(ying)時間、物質(zhi)負載濃度等(deng)參數(shu)，找出(chu)甲(jia)(jia)醛(quan)降解的(de)(de)*佳參數(shu)。