活性炭去除乙二醛,乙醛是一種廣泛用(yòng)作大(dà)型農業和(hé)園林(lín)中的(de)殺軟體動物(wù)劑是一種八元環四聚體,并經常被以其高(gāo)溶解度超标使用(yòng)。在這(zhè)裏,我們制造了(le)專門活性炭來(lái)去除乙二醛,考察了(le)活性酚醛吸附在活性炭上的(de)控制,即活化(huà)度,孔徑分(fēn)布,粒徑,零電荷點和(hé)表面官能化(huà)的(de)影(yǐng)響。
有些地區(qū)在飲用(yòng)水(shuǐ)發現中乙二醛的(de)濃度超過1.03μg/ L。這(zhè)些污染水(shuǐ)平并不意味著(zhe)直接的(de)健康風險,因爲可(kě)能攝入的(de)二甲醛遠(yuǎn)低于可(kě)接受的(de)每日攝入量(0.02mg / kg體重),但是它們也(yě)是需要去除的(de)。
由乙二醛構成的(de)環境問題也(yě)是科學界面臨的(de)一個(gè)挑戰,正在研究去除和(hé)去除類似的(de)高(gāo)度極性污染物(wù)的(de)策略。在水(shuǐ)的(de)三級處理(lǐ)(通(tōng)常使用(yòng)活性炭)期間通(tōng)過吸附進行去除是純化(huà)被極性污染物(wù)污染的(de)水(shuǐ)的(de)少數可(kě)行方法之一,所述極性污染物(wù)顯示與氧化(huà)劑的(de)反應性有限或其降解受到影(yǐng)響由背景有機物(wù)質。然而,當污染物(wù)的(de)有機“骨架”小時(shí),如分(fēn)子如丙烯酰胺,1,1,1-三氯乙烷,甲基叔丁基醚和(hé)乙二醛的(de)情況下(xià),與常規(活化(huà)的(de))碳吸附不強,因此涉及顆粒活性炭的(de)三級處理(lǐ)相對(duì)無效。然而,工作表明(míng),設計師的(de)活性炭(其中表面電荷和(hé)孔隙率被控制或“定制”以針對(duì)特定的(de)污染物(wù)組)可(kě)能在有針對(duì)性地去除問題和(hé)新出現的(de)水(shuǐ)污染物(wù)方面具有明(míng)顯的(de)效果。在這(zhè)裏,我們研究了(le)在活性炭上吸收乙二醛的(de)機制,并且合成了(le)活性炭結構以改善聚乙醛的(de)吸附并使其從表面,廢物(wù)和(hé)飲用(yòng)水(shuǐ)中的(de)去除大(dà)化(huà)。
活化(huà)度對(duì)聚乙二醇吸附的(de)影(yǐng)響
構成甲醛分(fēn)子的(de)小環醚的(de)化(huà)學結構解釋了(le)與從水(shuǐ)中除去有關的(de)困難的(de)一部分(fēn)。作爲具有短烴結構的(de)極性分(fēn)子意味著(zhe)與活性炭的(de)親和(hé)力相對(duì)較低; 以前的(de)研究活性炭對(duì)活性炭0.4mg / g碳的(de)吸附能力,對(duì)于氫氧化(huà)鉀活化(huà)粉末活性炭高(gāo)達100倍。由于活性炭的(de)粒徑小,活性炭不是一種易于應用(yòng)于污水(shuǐ)處理(lǐ)廠的(de)技術,粒狀活性炭是目前使用(yòng)的(de)吸附劑。由于活性表面是吸附過程中的(de)關鍵參數,尤其是在物(wù)理(lǐ)吸附力不強的(de)吸附中,應使用(yòng)活性表面積較高(gāo)的(de)活性炭來(lái)增強對(duì)五元醛的(de)吸附。爲了(le)測試活性表面積的(de)效果并大(dà)化(huà)五元醛的(de)吸附,合成具有一定活化(huà)度範圍的(de)活性炭,并因此在平衡條件下(xià)測試表面積。
零點電荷對(duì)聚乙二醇吸附的(de)影(yǐng)響
零點電荷指示在哪個(gè)pH條件下(xià)表面的(de)密度電荷是零。這(zhè)種性質可(kě)以影(yǐng)響溶液中物(wù)質對(duì)活性炭表面的(de)吸引,并且可(kě)以通(tōng)過控制碳活化(huà)期間的(de)氣氛和(hé)溶液中氧化(huà)劑的(de)存在導緻産生羧酸,羟基和(hé)其它提供離子的(de)基團來(lái)實現零點電荷的(de)變化(huà)交換性質。通(tōng)過增加氧酸性基團的(de)數目實現了(le)具有朝向更高(gāo)表面極性的(de)表面改性的(de)碳已經用(yòng)于去除金屬離子和(hé)氮化(huà)碳以去除物(wù)質在典型的(de)環境pH下(xià)是中性或帶負電的(de),如苯酚,氰化(huà)物(wù)或阿特拉津。
運輸孔隙大(dà)小的(de)優化(huà)和(hé)與活性炭的(de)比較
一般而言,在碳合成中使用(yòng)的(de)成孔劑的(de)量越高(gāo),中孔越寬,直到大(dà)孔,并且孔體積越高(gāo)。另外,更高(gāo)的(de)活化(huà)度導緻更多(duō)數量的(de)微孔,稍微更寬的(de)中孔和(hé)大(dà)孔以及更少的(de)緻密碳。用(yòng)不同量的(de)成孔劑,在這(zhè)種情況下(xià)的(de)聚乙二醇和(hé)活化(huà)度合成的(de)活性炭獲得(de)顯著(zhe)不同的(de)多(duō)孔結構,并且已經測定了(le)與活性炭相比去除乙二醛。
現使用(yòng)活性炭與目前用(yòng)于三級水(shuǐ)處理(lǐ)的(de)顆粒活性炭相比,具有優化(huà)的(de)結構和(hé)表面化(huà)學的(de)酚醛樹脂衍生的(de)活性炭已經被發現在環境現實的(de)情況下(xià)非常有效地去除乙醛。乙二醛的(de)吸附能力與活性表面積無關。盡管中孔的(de)存在對(duì)于允許有效的(de)将五聚醛擴散轉移到活性吸附位點是重要的(de),但是吸附在具有高(gāo)微孔性和(hé)窄孔徑分(fēn)布的(de)碳中是有利的(de)。碳的(de)表面改性導緻吸附能力降低,這(zhè)是由于在聚乙二醇和(hé)水(shuǐ)分(fēn)子之間可(kě)能的(de)競争效應。即使在高(gāo)濃度的(de)有機物(wù)質(和(hé)無機鹽)的(de)存在下(xià),與活性炭相比,酚醛碳對(duì)五元醛的(de)吸附也(yě)表現出這(zhè)些活性炭在廢物(wù)和(hé)/或飲用(yòng)水(shuǐ)處理(lǐ)中的(de)潛在效用(yòng)。