当前世界环境

介绍

甲醛被认为是引起病室综合征的物质之一，由于其杀菌作用，在医院和工业中被用作防腐剂、杀菌剂、杀菌剂和消毒剂。甲醛也存在于其他产品中，如化学品、刨花板、家用产品、胶水、永久性织物、纸制品涂料、纤维板和胶合板。使用甲醛引起了人们的关注，因为不充分的分配技术和缺乏空气流通，甲醛具有密集的聚合能力。¹鉴于其广泛的使用，毒性和挥发性，暴露于甲醛是对人类健康（法国IARC）的重大思考。它也是一种疑似人类致癌，与鼻癌和肺癌有关。^2、3上呼吸道的刺激始于120g /m^3.HCHO并在240克/米处变得更常见^3.，而下呼吸道的症状如咳嗽、胸闷和喘息则在较高水平(>6,000克/米^3.)，但在较低浓度(约80克/米)时也可能发生^3.）在细颗粒存在下。⁴

由于标准大气条件下的蒸汽压力较高，甲醛以较高的蒸气被发现。因此，通过将碱金属或与石英或二氧化硅上负载的稀土组合的组合来除去甲醛蒸汽以除去甲醛蒸汽的大多数研究以检测甲醛的浓度。⁵纺织、油漆、造纸、纸浆和家具工业的液体流出物也含有大量的甲醛，这是由于其用作溶剂的特性。通过尿素对废水进行化学处理，产生经过滤和离心去除的固体产物，试图去除甲醛。⁶吸附的滑雪贴激活碳，植物物种的木材树皮，由稻壳和咖啡残留物等自然来源制备的碳，用于经济上甲醛去除。^7-10不同klinoptilotit含量的硅藻土热活化的影响，al掺杂石墨烯的实现，活性炭纤维对大气混合物中气态甲醛与水蒸汽的吸附表现出celite通道中甲醛羰基和水羟基的相互作用增加。^{11 - 13}

在这项工作中，在室温下通过吸附到商业可用的吸附剂，如活性炭和氧化铝，从液体系统中批量去除甲醛。商用福尔马林的酸度通常被认为是由于存在羧酸，特别是甲酸，作为杂质。¹⁴因此，用亲核试剂对吸附剂进行处理，以提高吸附剂的活性，利用甲醛的酸性。只着重于所选吸附剂的动力学和等温线研究。

材料和方法

活性炭粉是从默克化工采购的。新鲜活性氧化铝从斋浦尔市附近的污水处理厂收集，用于去除工业废水。甲醛的来源是福尔马林。采用甲醇作为溶剂溶解甲醛，避免甲醛在剧烈搅动吸附时发生聚合。由于吸附甲醛的估计针对的是工业废水水平，通常有高的甲醛含量，范围为600 ppm，光谱分析认为在如此高的甲醛浓度检测水平存在缺陷。因此采用的分析方法为OSHA的甲醛测定滴定分析实验室方法，该方法是以胸腺嘧啶为指示剂的甲醛对亚硫酸钠滴定法为基础。

采用以酚酞和甲基橙为指示剂的碳酸钠双终点法对盐酸进行标准化。

由碳和氧化铝制备经处理的吸附剂的步骤如下:

氨基通过酸处理（AC-1）引入活性炭中⁷

浓硫酸和硝酸处理在活性炭表面引入硝基。铁粉与盐酸反应将硝基还原为氨基。

氨水处理活性炭(AC-2)和氧化铝(NAl)中氨基的引入

为了提高吸附剂的甲醛去除率，对吸附剂如活性炭和活性氧化铝进行了氨水等碱性化合物的处理，提供了去除甲醛的基本实体。将吸附剂称量，放入烧瓶中，加入足够量的25%氨水。吸附剂静置24小时后放入热风烘箱烘干，去除多余的氨水。

吸附实验

每种吸附剂的50ml甲醛原料的样品制备和浓度测定由OSHA的甲醛分析方法进行。在125mL烧杯中称量5g每种吸附剂，向其中加入45ml甲醛股票，在磁力搅拌器上搅拌5至12小时以获得吸附平衡。使用Whatmann滤纸级42的每个批次回收接触时间段滤液后，通过OSHA的滴定法测定每批吸附剂的甲醛的平衡浓度。使用相同的方案来收集时间研究和剂量研究的数据点，以用于建立吸附和等温线的动力学。

结果与讨论

AC-1的表面经过浓硫酸和硝酸的处理，然后用铁粉和盐酸还原，生成氨基，认为由于活性炭表面与甲醛的相互作用增强，随着引入氨基，活性炭上吸附甲醛的量也随之增加，而甲醛在活性炭上的吸附依赖于化学物质，即研究了甲醛与活性炭[7]氨基之间的相互作用。AC-2和NAl使氨离子粘附在其表面，这被认为是一种表面相互作用。图1为参照滴定法制备甲醛的标准曲线。用此标准曲线求出了各种实验制备的甲醛浆料的浓度。

未改性和改性吸附剂的时间研究

图2所示的活性炭对甲醛吸附的时间研究表明，在初始过程开始时，单分子层的发展非常迅速。随着接触时间的增加，在12小时后达到饱和水平。当吸附量突然上升而接近平衡时，图中的下降指示在接触3小时后单层被扰乱以进一步吸附。

从图3中平滑的曲线可以看出，由于AC-2表面均匀引入的氨基被甲醛吸附殆尽，甲醛的吸附量呈均匀下降趋势。与活性炭相比，在接触时间较短的情况下，可以很明显地达到平衡。

图4显示了NAl的时间研究。所得曲线的显著特征是吸附比氨水处理的活性炭低，固定时间内吸附均匀，因此可以改进氨水处理，提高活性氧化铝的吸附能力

对未改性和改性吸附剂的时间研究有助于确定吸附规律一致的合适吸附剂和可预测可行的动力学研究。氨水处理的活性氧化铝(NAl)与未处理的活性氧化铝相比，对活性炭的吸附性能有很大的提高。在此基础上，对氨处理活性氧化铝进行了动力学和平衡研究，以确定速率常数，进一步建立动力学模型。

表1:根据每克吸附剂的吸附量来选择吸附剂 点击此处查看表格

表2：等温常数的值 点击此处查看表格

表3：速率常数的值 点击此处查看表格

图1：甲醛的标准滴定曲线 点击这里查看图

Figure 2：活性炭的时间研究 点击这里查看图

图3 AC-2的时间研究 点击这里查看图

图4:NAl的时间研究 点击这里查看图

图5 AC-1的时间研究 点击这里查看图

图6：NAL的Langmuir Adsoption等温线 点击这里查看图

图7:NAl的Freundlich吸附等温线 点击这里查看图

图8:NAl的伪I阶动力学图 点击这里查看图

图9：NAL的伪二阶动力学图 点击这里查看图

等温线的研究

实验数据的拟合使用两个著名的吸附等温线，Langmuir和Freundlich。

用朗缪尔等温线进行数据拟合

采用Langmuir等温线拟合实验数据。Langmuir等温线方程如下(式1)。

在上述等式中，M和C表示吸附在吸附剂上和溶液上的甲醛的平衡质量。绘制曲线图（图6）与1 / m和1 / c映射以计算Langmuir吸附常数的值（a_最大限度和k)，所得值见表2。

使用Freundlich等温线的数据配件

并用Freundlich等温线拟合实验数据。Freundlich等温线方程如下(式2)，其中m和c分别表示吸附在吸附剂上和溶液中甲醛的平衡质量。通过在ln (m)和ln (c)之间作图(图7)计算出Freundlich吸附常数(k和n)的值，其值见表2。

动力学研究

对吸附动力学进行了研究，确定了拟一级和二级反应条件下的吸附速率常数。

准一级反应动力学

伪第一阶反应动力学遵循下面提到的直线方程，

日志（Q._情商-q._t日志(q) =_情商) -k1/2.303xt…(3)

问在哪里_情商,问_t和t分别为平衡浓度、溶液中任何时刻的甲醛浓度和时间。上面的方程是一个直线方程，提供了速率常数k的估计₁将实验数据(图8)作图，所得值见表3。

二级反应动力学

还通过假设二阶反应检查吸附动力学。下面给出了二阶方程的集成线性化形式，

在那里,问_情商,Q和t分别为平衡浓度、溶液中任意时刻的浓度和时间。k₂是甲醛吸附的二阶率常数。图9显示了图t/问与t从中得到的价值k₂计算并报告于表3。

对于AC-1的表面，我们认为由于活性炭表面与甲醛的相互作用增加，活性炭上吸附甲醛的量随着引入氨基的增加而增加。与AC-1相比，NAl在高温干燥时发生了更多的氨基浸渍，从而引入了更多的氨基，而AC-1在洗涤去除硫酸亚铁时可能失去了表面有效硝基。非均相活性炭对甲醛的吸附主要基于化学吸附，即甲醛与活性炭的氨基之间的相互作用。

在坦达达证明的那个中，吸附常数k值范围et al .,(1999)，并且Freundlich等温线的均方根值近似于1，比Langmuir等温线的均方根值更合理。由此可以推断，对甲醛的吸附

与浓硫酸和硝酸同时改性的活性炭相比，改性后的氧化铝表面具有更强的表面相互作用和吸附能力，符合Freundlich等温线和准二级动力学。⁷

参考

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