活性炭降解甲醛試驗

　　甲醛(quan)是一種(zhong)有機化合物(wu)，可用(yong)于(yu)農業。在地表水(shui)中(zhong)可以檢測到相對較(jiao)高水(shui)平的甲醛(quan)。事(shi)實上，據報道(dao)，在處理(li)過的飲用(yong)水(shui)中(zhong)發(fa)現了微量聚(ju)乙醛(quan)的量，濃度高達1微克-1，高于(yu)標準0.1微克大號(hao)-1。因此，我們必須找(zhao)到對策，通(tong)常使用(yong)活性(xing)炭吸附。

　　飲用水中檢測到甲醛(quan)(quan)(quan)(quan)，濃(nong)度低(di)(1)μgL -1)，該值高于(yu)標(biao)準(zhun)要(yao)求。本文研究了幾種(zhong)材(cai)料的(de)效果：活(huo)性(xing)炭(tan)和摻入二(er)氧化(hua)鈦(tai)納(na)米的(de)活(huo)性(xing)炭(tan)，不同濃(nong)度的(de)活(huo)性(xing)炭(tan)(C-1.5，C-40和C-80)這些(xie)吸(xi)(xi)附劑(ji)用于(yu)通過(guo)(guo)光催化(hua)氧化(hua)從水溶(rong)液中去除金屬醛(quan)(quan)(quan)(quan)。發現活(huo)性(xing)炭(tan)是*有(you)(you)效的(de)材(cai)料，其(qi)去除量(liang)幾乎超過(guo)(guo)90%。吸(xi)(xi)附數據和組裝Langmuir等溫(wen)模型，得到q 32米(*大/飽和吸(xi)(xi)附容量(liang)).258毫克值-1 L(Langmuir常數)值為2.013 L mg-1。在動力學研究方面，活(huo)性(xing)炭(tan)聚乙(yi)醛(quan)(quan)(quan)(quan)的(de)吸(xi)(xi)附與偽二(er)階方程擬合(he)良好，使吸(xi)(xi)附率常數 ? 2的(de)0.023克值mg -1 分鐘 -這意味著快速吸(xi)(xi)附。納(na)米催化(hua)劑(ji)具有(you)(you)相(xiang)同的(de)四聚乙(yi)醛(quan)(quan)(quan)(quan)濃(nong)度和0.2克L-氧化(hua)聚乙(yi)醛(quan)(quan)(quan)(quan)比活(huo)性(xing)炭(tan)不太有(you)(you)效 -1的(de)在UV光下材(cai)料的(de)進料濃(nong)度和與二(er)氧化(hua)鈦(tai)混合(he)的(de)活(huo)性(xing)炭(tan)(C-1.5)納(na)米催化(hua)劑(ji)實現的(de)*大去除量(liang)為7.5 ppm約15%的(de)三聚氰(qing)胺溶(rong)液。

　　活(huo)性(xing)炭不能有效降解金屬(shu)醛的原因(yin)(yin)可(ke)能是活(huo)性(xing)炭的粒度(du)和表面(mian)積不適合去除(chu)金屬(shu)醛。因(yin)(yin)此，一種替代(dai)方法是使用粒度(du)小于傳(chuan)統活(huo)性(xing)炭的粉末活(huo)性(xing)炭，從而為吸附提供更多(duo)的孔(kong)隙和表面(mian)空(kong)間(jian)。

　　以下是我們實驗中使用的活(huo)性炭參數

　　金豐活性炭(tan)制造有(you)限公司生產工作中使(shi)用(yong)的商業(ye)（活性炭(tan)、脫色粉末活化）。碳源為(wei)木炭(tan)，經(jing)認證，*大使(shi)用(yong)水平為(wei)250 mg / L。此外，使(shi)用(yong)以下活性炭(tan)TiO 2納(na)米催化劑：

　　具有1.5%活性炭，98.5%TiO 2(C-1.5)十(shi)六烷基三(san)甲基溴(xiu)化(hua)銨(CTAB)活性炭二氧化(hua)鈦(活性炭)TiO 2)納米催化(hua)劑。

　　具有40%活(huo)(huo)性(xing)炭，60%TiO 2(C-40)的CTAB活(huo)(huo)性(xing)炭混(hun)合(he)改性(xing)TiO 2納(na)米(mi)催化劑。

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

　　制(zhi)備(bei)金屬醛標準溶液

　　去離子水(shui)用(yong)于整(zheng)個實(shi)驗和(he)樣品(pin)制(zhi)備過程(cheng)(cheng)。這是(shi)(shi)因(yin)為去離子水(shui)在反(fan)應(ying)過程(cheng)(cheng)中可(ke)能含有高有機(ji)含量和(he)光(guang)催化OH自由基反(fan)應(ying)會影響GC-MS分析。甲(jia)(jia)醛(quan)(quan)儲(chu)(chu)備溶(rong)液(ye)是(shi)(shi)通過一些參考方法制(zhi)備的(de)。甲(jia)(jia)醛(quan)(quan)固體(0.1g)加(jia)入到100mL制(zhi)備甲(jia)(jia)醇(chun)10000ppm儲(chu)(chu)屬(shu)醛(quan)(quan)儲(chu)(chu)備溶(rong)液(ye)。儲(chu)(chu)備溶(rong)液(ye)可(ke)以是(shi)(shi)1和(he)10℃儲(chu)(chu)存(cun)時間(jian)長達(da)一年。對(dui)于每個光(guang)催化實(shi)驗，用(yong)去離子水(shui)稀釋不同量的(de)儲(chu)(chu)備溶(rong)液(ye)mL制(zhi)備不同金屬(shu)醛(quan)(quan)濃度的(de)樣品(pin)溶(rong)液(ye)。金屬(shu)醛(quan)(quan)濃度范圍(wei)為0.1?15ppm。

　　圖1顯(xian)示(shi)活性(xing)(xing)炭掃描(miao)電(dian)子顯(xian)微鏡(SEM)圖像(xiang)顯(xian)示(shi)了(le)活性(xing)(xing)炭的(de)(de)(de)(de)結構和表面特(te)征(zheng)。圖像(xiang)顯(xian)示(shi)活性(xing)(xing)炭顆(ke)粒的(de)(de)(de)(de)平(ping)均尺寸約為(wei)20nm，這些顆(ke)粒聚集在一起，形(xing)成平(ping)均尺寸為(wei)25μm角形(xing)簇(cu)(cu)。孔隙率(lv)為(wei)17.78%。從(cong)SEM圖像(xiang)，簇(cu)(cu)的(de)(de)(de)(de)表面是平(ping)的(de)(de)(de)(de)，粗糙(cao)的(de)(de)(de)(de)，多(duo)孔的(de)(de)(de)(de)。

　　用活性(xing)炭(tan)降(jiang)解甲醛

　　活(huo)性炭(0.1g)，在UV-C光下，在0.1,0.5,1,5和(he)10ppm不同制備的(de)初始濃度(du)(du)的(de)甲醛(quan)樣品應處理2小時。圖2比較(jiao)活(huo)性炭處理后(hou)聚乙醛(quan)的(de)濃度(du)(du)。活(huo)性炭能有效地去除溶液(ye)中的(de)甲醛(quan)，特別(bie)是初始濃度(du)(du)較(jiao)低的(de)0.1,0.5和(he)1ppm(p <0.05)。

　　活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)與活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)混合TiO 2(C-1.5)，C-40和C-活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)是金(jin)屬醛(quan)(quan)降(jiang)解(jie)*有(you)(you)(you)效的(de)(de)材料(liao)中(zhong)，活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)是降(jiang)解(jie)金(jin)屬醛(quan)(quan)*有(you)(you)(you)效的(de)(de)材料(liao)。在0.1，0.5，1，5，和10ppm，活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)時(shi)間研究的(de)(de)濃(nong)(nong)(nong)度范(fan)圍為0.2克(ke)L-負載(zai)濃(nong)(nong)(nong)度-1表明(ming)，在低(di)濃(nong)(nong)(nong)度高于濃(nong)(nong)(nong)度的(de)(de)情況(kuang)下，去(qu)除四聚(ju)乙醛(quan)(quan)更為明(ming)顯。甲(jia)醛(quan)(quan)溶液(ye)初(chu)始濃(nong)(nong)(nong)度的(de)(de)增加(jia)不會導致甲(jia)醛(quan)(quan)去(qu)除更有(you)(you)(you)效。隨著甲(jia)醛(quan)(quan)溶液(ye)初(chu)始濃(nong)(nong)(nong)度的(de)(de)增加(jia)，活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)去(qu)除金(jin)屬醛(quan)(quan)減(jian)少。使用活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)通過吸附去(qu)除金(jin)屬醛(quan)(quan)和Langmuir動(dong)力學模型匹配得當q m值為32.258mg g-1，K L值為2.013 L mg -1.說明(ming)吸附有(you)(you)(you)利于去(qu)除金(jin)屬醛(quan)(quan)。活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)聚(ju)乙醛(quan)(quan)的(de)(de)吸附非常適合偽二級動(dong)力學，并(bing)給(gei)出 2的(de)(de)0.023克(ke)值毫克(ke)-1 分鐘-1表明(ming)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)能在短時(shi)間內有(you)(you)(you)效去(qu)除四聚(ju)乙醛(quan)(quan)。

　　與活性(xing)炭相比(bi)，活性(xing)炭混合TiO 2(C-1.5，C-40和C-80)在研究濃度(du)范圍內，催化(hua)劑負載濃度(du)、光強度(du)和反應時(shi)間對通過(guo)光催化(hua)去(qu)除溶液中的(de)甲醛無效。

　　對UV-C對光(guang)的(de)影響(xiang)和納(na)(na)米催化劑(ji)碳含量增加的(de)分(fen)析表(biao)明，(1)單(dan)獨UV-C光(guang)對去除金屬醛(quan)沒(mei)有影響(xiang)，(2)增加納(na)(na)米催化劑(ji)碳含量僅略微促進(jin)甲醛(quan)降解(約(yue)4%)。然(ran)(ran)而，在黑(hei)暗條件下(xia)，單(dan)獨的(de)活性炭(tan)去除77%的(de)甲醛(quan)UV-C它可(ke)以在光(guang)下(xia)去除81%以上。甲醛(quan)可(ke)通(tong)過吸附活性炭(tan)去除。然(ran)(ran)而，它會(hui)在UV-C光(guang)下(xia)工作更有效。從本(ben)研究中可(ke)以看(kan)出(chu)，UV-C光(guang)強，甲醛(quan)溶(rong)液pH值(zhi)、反應時間、物(wu)質負應時間、物(wu)質負載濃(nong)度等參數(shu)，找出(chu)甲醛(quan)降解的(de)*佳參數(shu)。