活性炭降解甲醛試驗

　　甲醛是一種有機化合物，可用于農業。在(zai)地表水中可以(yi)檢測到(dao)相對較高(gao)水平的甲醛。事實上，據報道，在(zai)處理(li)過的飲用水中發現了微(wei)(wei)量聚乙醛的量，濃度高(gao)達1微(wei)(wei)克-1，高(gao)于標(biao)準(zhun)0.1微(wei)(wei)克大號-1。因此，我們必須找到(dao)對策，通常使用活性炭(tan)吸附。

　　飲(yin)用水中檢測到甲醛(quan)(quan)，濃(nong)度(du)低(1)μgL -1)，該值高于標準要(yao)求。本文研究了幾種材(cai)料(liao)(liao)(liao)的(de)效果：活性(xing)(xing)炭(tan)和(he)摻入二(er)(er)氧化鈦納米(mi)的(de)活性(xing)(xing)炭(tan)，不同濃(nong)度(du)的(de)活性(xing)(xing)炭(tan)(C-1.5，C-40和(he)C-80)這些吸(xi)附(fu)劑(ji)用于通(tong)過(guo)(guo)光催化氧化從水溶液(ye)中去(qu)除金屬(shu)醛(quan)(quan)。發現(xian)活性(xing)(xing)炭(tan)是*有(you)效的(de)材(cai)料(liao)(liao)(liao)，其去(qu)除量幾乎超過(guo)(guo)90%。吸(xi)附(fu)數據和(he)組裝(zhuang)Langmuir等溫模型，得到q 32米(mi)(*大/飽(bao)和(he)吸(xi)附(fu)容量).258毫克值-1 L(Langmuir常數)值為2.013 L mg-1。在(zai)動力學研究方面，活性(xing)(xing)炭(tan)聚(ju)(ju)乙醛(quan)(quan)的(de)吸(xi)附(fu)與偽二(er)(er)階方程擬合良好，使吸(xi)附(fu)率常數 ? 2的(de)0.023克值mg -1 分鐘 -這意味著(zhu)快速吸(xi)附(fu)。納米(mi)催化劑(ji)具有(you)相同的(de)四(si)聚(ju)(ju)乙醛(quan)(quan)濃(nong)度(du)和(he)0.2克L-氧化聚(ju)(ju)乙醛(quan)(quan)比(bi)活性(xing)(xing)炭(tan)不太有(you)效 -1的(de)在(zai)UV光下材(cai)料(liao)(liao)(liao)的(de)進料(liao)(liao)(liao)濃(nong)度(du)和(he)與二(er)(er)氧化鈦混合的(de)活性(xing)(xing)炭(tan)(C-1.5)納米(mi)催化劑(ji)實現(xian)的(de)*大去(qu)除量為7.5 ppm約15%的(de)三聚(ju)(ju)氰胺溶液(ye)。

　　活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)不能有(you)效降解金屬醛(quan)的(de)原因可(ke)能是活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)粒度和表面(mian)積(ji)不適合(he)去除(chu)金屬醛(quan)。因此，一種(zhong)替(ti)代方法是使用粒度小(xiao)于傳統活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)粉末活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)，從而為吸附(fu)提供(gong)更多的(de)孔隙和表面(mian)空間(jian)。

　　以下(xia)是我們實驗中使用(yong)的活性炭(tan)參數

　　金豐活性(xing)炭制造(zao)有限公司生產工(gong)作中使用的商業（活性(xing)炭、脫色粉末活化(hua)(hua)）。碳源(yuan)為木炭，經認證，*大使用水平為250 mg / L。此外，使用以下活性(xing)炭TiO 2納米(mi)催化(hua)(hua)劑：

　　具有1.5%活性(xing)(xing)(xing)炭，98.5%TiO 2(C-1.5)十六烷(wan)基三(san)甲基溴化銨(CTAB)活性(xing)(xing)(xing)炭二氧化鈦(tai)(活性(xing)(xing)(xing)炭)TiO 2)納(na)米催化劑。

　　具有(you)40%活性(xing)炭，60%TiO 2(C-40)的CTAB活性(xing)炭混合(he)改(gai)性(xing)TiO 2納米催(cui)化劑。

　　活性(xing)(xing)炭80%，活性(xing)(xing)炭20%TiO 2(C-80)的CTAB活性(xing)(xing)炭混(hun)合(he)改性(xing)(xing)TiO 2納米催(cui)化劑。

　　制備金屬醛(quan)標準溶液

　　去(qu)離(li)子(zi)水用(yong)于整個實驗(yan)和(he)樣品(pin)制(zhi)備(bei)(bei)過程(cheng)。這(zhe)是(shi)因為(wei)去(qu)離(li)子(zi)水在(zai)反(fan)應過程(cheng)中(zhong)可(ke)能含有高有機含量和(he)光(guang)催(cui)化(hua)OH自由基(ji)反(fan)應會影(ying)響GC-MS分析。甲醛(quan)儲(chu)備(bei)(bei)溶(rong)液(ye)是(shi)通(tong)過一些參考方法制(zhi)備(bei)(bei)的。甲醛(quan)固體(0.1g)加入到(dao)100mL制(zhi)備(bei)(bei)甲醇10000ppm儲(chu)屬(shu)醛(quan)儲(chu)備(bei)(bei)溶(rong)液(ye)。儲(chu)備(bei)(bei)溶(rong)液(ye)可(ke)以是(shi)1和(he)10℃儲(chu)存時(shi)間長(chang)達一年(nian)。對于每個光(guang)催(cui)化(hua)實驗(yan)，用(yong)去(qu)離(li)子(zi)水稀釋不(bu)同(tong)量的儲(chu)備(bei)(bei)溶(rong)液(ye)mL制(zhi)備(bei)(bei)不(bu)同(tong)金屬(shu)醛(quan)濃度的樣品(pin)溶(rong)液(ye)。金屬(shu)醛(quan)濃度范圍為(wei)0.1?15ppm。

　　圖(tu)1顯(xian)示(shi)活(huo)性(xing)炭(tan)掃描電(dian)子顯(xian)微鏡(jing)(SEM)圖(tu)像顯(xian)示(shi)了(le)活(huo)性(xing)炭(tan)的(de)結構和(he)表面(mian)特征(zheng)。圖(tu)像顯(xian)示(shi)活(huo)性(xing)炭(tan)顆粒的(de)平均尺(chi)寸約為(wei)20nm，這些顆粒聚(ju)集(ji)在一起，形(xing)成平均尺(chi)寸為(wei)25μm角形(xing)簇。孔隙率為(wei)17.78%。從SEM圖(tu)像，簇的(de)表面(mian)是平的(de)，粗糙的(de)，多孔的(de)。

　　用(yong)活性(xing)炭降解(jie)甲醛

　　活性炭(0.1g)，在UV-C光(guang)下，在0.1,0.5,1,5和10ppm不同制(zhi)備的(de)(de)初始濃度的(de)(de)甲醛樣品(pin)應處(chu)理2小時。圖(tu)2比較活性炭處(chu)理后(hou)聚(ju)乙醛的(de)(de)濃度。活性炭能(neng)有效地(di)去除(chu)溶液中的(de)(de)甲醛，特別是初始濃度較低的(de)(de)0.1,0.5和1ppm(p <0.05)。

　　活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)與活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)混合(he)TiO 2(C-1.5)，C-40和C-活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)是金(jin)屬醛(quan)(quan)降解(jie)*有(you)效(xiao)的材(cai)料中，活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)是降解(jie)金(jin)屬醛(quan)(quan)*有(you)效(xiao)的材(cai)料。在(zai)0.1，0.5，1，5，和10ppm，活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)時間研究的濃度(du)范圍為(wei)(wei)0.2克(ke)L-負載濃度(du)-1表(biao)明(ming)，在(zai)低濃度(du)高于濃度(du)的情況下(xia)，去(qu)除四聚(ju)(ju)乙醛(quan)(quan)更為(wei)(wei)明(ming)顯。甲(jia)(jia)醛(quan)(quan)溶(rong)液初始濃度(du)的增(zeng)加(jia)不會導致甲(jia)(jia)醛(quan)(quan)去(qu)除更有(you)效(xiao)。隨著甲(jia)(jia)醛(quan)(quan)溶(rong)液初始濃度(du)的增(zeng)加(jia)，活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)去(qu)除金(jin)屬醛(quan)(quan)減(jian)少。使用活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)通(tong)過吸(xi)附(fu)去(qu)除金(jin)屬醛(quan)(quan)和Langmuir動力學模型匹配(pei)得當q m值(zhi)為(wei)(wei)32.258mg g-1，K L值(zhi)為(wei)(wei)2.013 L mg -1.說明(ming)吸(xi)附(fu)有(you)利于去(qu)除金(jin)屬醛(quan)(quan)。活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)聚(ju)(ju)乙醛(quan)(quan)的吸(xi)附(fu)非常(chang)適(shi)合(he)偽二級動力學，并給出 2的0.023克(ke)值(zhi)毫克(ke)-1 分鐘(zhong)-1表(biao)明(ming)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)能在(zai)短時間內(nei)有(you)效(xiao)去(qu)除四聚(ju)(ju)乙醛(quan)(quan)。

　　與活性(xing)炭相比，活性(xing)炭混(hun)合TiO 2(C-1.5，C-40和C-80)在(zai)研究濃(nong)度范圍內(nei)，催化劑(ji)負(fu)載濃(nong)度、光強度和反應時(shi)間對通過光催化去除溶液(ye)中的甲醛無效。

　　對(dui)(dui)UV-C對(dui)(dui)光的(de)影響(xiang)和納(na)米催(cui)化劑碳含量(liang)增(zeng)加的(de)分析表明，(1)單獨UV-C光對(dui)(dui)去除金屬(shu)醛沒有(you)影響(xiang)，(2)增(zeng)加納(na)米催(cui)化劑碳含量(liang)僅略(lve)微促進甲醛降解(jie)(約4%)。然而(er)(er)，在黑(hei)暗條件下，單獨的(de)活性炭去除77%的(de)甲醛UV-C它(ta)可(ke)(ke)以(yi)在光下去除81%以(yi)上。甲醛可(ke)(ke)通過吸附活性炭去除。然而(er)(er)，它(ta)會在UV-C光下工作更有(you)效。從本(ben)研究中可(ke)(ke)以(yi)看(kan)出，UV-C光強，甲醛溶液pH值、反應時(shi)間、物質(zhi)負應時(shi)間、物質(zhi)負載濃(nong)度等參(can)數(shu)(shu)，找出甲醛降解(jie)的(de)*佳參(can)數(shu)(shu)。