活性炭對(duì)空氣中甲醛的吸收

1、活性炭對(duì)空氣中甲醛的吸收課題目地：人有80以上的時(shí)間是在室內(nèi)度過(guò)的，室內(nèi)空氣環(huán)境的優(yōu)劣直接影響人體健康。隨著室內(nèi)建筑裝飾日趨高檔，各種建筑裝飾材料、化工產(chǎn)品、家用電器和辦公設(shè)備的大量使用，室內(nèi)空氣污染物的來(lái)源和種類日益增多，加之現(xiàn)代建筑密閉性的增加，空調(diào)使用日益普及，使得建筑物通風(fēng)換氣不暢，也加劇了室內(nèi)空氣的污染程度。室內(nèi)有害氣體中，最有代表性的是甲醛(CH20，主要Fh建筑裝修過(guò)程中使用的粘合劑、涂料和油漆等釋放出來(lái)的。它會(huì)對(duì)人體的呼吸系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)及神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生較大的危害，有致癌的危險(xiǎn)，因此它的去除對(duì)改善室內(nèi)空氣品質(zhì)和人類的健康至為重要，已成為國(guó)際上甚為關(guān)心的問(wèn)題之一。竹炭(Bc由于本身

2、具有資源優(yōu)勢(shì)以及顯著的吸附性能，巨大的比表面積、發(fā)達(dá)的孔隙和穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)而在環(huán)保和工業(yè)等領(lǐng)域得到日益廣泛的應(yīng)用。竹炭作為一種新型吸附材料，廣泛用于環(huán)境凈化材料以及吸附空氣中甲醛等有害氣體，還用作水處理材料，是自然物治理環(huán)境的極好例子。目前，市場(chǎng)上出現(xiàn)了很多竹炭上市公司，而且“竹炭吸附”這個(gè)詞也越來(lái)越受歡迎，很多人都樂(lè)意買一些竹炭放在汽車?yán)锖头孔永?。但是，竹炭是否可以吸附甲醛？所以本次課題的研究目的是通過(guò)研究竹碳對(duì)甲醛的吸附和甲醛的解吸性能，并探討竹炭對(duì)甲醛的吸附和脫附機(jī)理，為竹炭用作環(huán)保型吸附功能材料提供依據(jù)。國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀：竹碳是近年來(lái)新型吸附材料領(lǐng)域興起的一個(gè)前沿學(xué)科，已成為當(dāng)今科學(xué)界研

3、究的一個(gè)熱點(diǎn)，其吸附譜廣、迅速，使用方便、成本低，對(duì)人體及室內(nèi)環(huán)境無(wú)毒副作用、營(yíng)造有益身心健康的生活空間等優(yōu)良特性是使其得以迅速發(fā)展的巨大推動(dòng)力。竹碳在科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)方面的有用性和可信度正在逐年提高，對(duì)其的需求也有望得到進(jìn)一步提升。因此，制作統(tǒng)一的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)來(lái)解決目前成分規(guī)格不一的狀況是擺在我們面前的緊急課題。在國(guó)內(nèi)，在強(qiáng)酸性氧化電位水殺菌作用方面，國(guó)外首先做了大量的工作，許勇進(jìn)，林云昊1等進(jìn)行了相關(guān)的研究，用硅藻土及煤質(zhì)活性炭為主要原料制備活性炭陶瓷復(fù)合材料，對(duì)比分析了活性炭不同添加量、不同環(huán)境溫度對(duì)材料甲醛吸附性能的影響。朱文炎2等人研制了一種以竹炭為基質(zhì)負(fù)載TiO2的復(fù)合材料Ti02BC

4、，紫外光照射下TiO2BC復(fù)合材料對(duì)甲醛有催化降解作用，未負(fù)載TiO2：的竹炭對(duì)甲醛也有一定的降解作用。在國(guó)外，也有對(duì)竹碳的相關(guān)研究3。原理：活性炭是一種多孔性的含炭物質(zhì), 它具有高度發(fā)達(dá)的孔隙構(gòu)造, 活性炭的多孔結(jié)構(gòu)為其提供了大量的表面積，能與氣體（雜質(zhì)）充分接觸，從而賦予了活性炭所特有的吸附性能，使其非常容易達(dá)到吸收收集雜質(zhì)的目的。就象磁力一樣，所有的分子之間都具有相互引力。正因?yàn)槿绱?，活性炭孔壁上的大量的分子可以產(chǎn)生強(qiáng)大的引力，從而達(dá)到將有害的雜質(zhì)吸引到孔徑中的目的。但不是所有的活性炭都能吸附有害氣體，只有當(dāng)活性炭的孔隙結(jié)構(gòu)略大于有害氣體分子的直徑，能夠讓有害氣體分子完全進(jìn)入的情況下（過(guò)

5、大或過(guò)小都不行）才能達(dá)到最佳吸附效果。甲醛在過(guò)量銨鹽存在下，與乙酰丙酮生成黃色的化合物，該有色物質(zhì)在414nm波長(zhǎng)處有最大吸收。該有色物質(zhì)在3h內(nèi)吸光度基本不變。硫酸：（H2SO4）=1.84g/ml氫氧化鈉：c（NaOH）=1mol/L稱取110g氫氧化鈉，溶于100ml水中，搖勻，移入聚乙烯容器中，密閉放置至溶液清亮。量取上層清夜54ml，用水稀釋至1000ml，混勻。硫酸溶液：c（1/2H2SO4）=1mol/L量取硫酸（）30ml，緩緩注入1000ml水中，冷卻，混勻。硫酸溶液：c（1/2H2SO4）=6mo/L量取硫酸（）180ml，緩緩注入850ml水中，冷卻，混勻。碘溶液：c（1

6、/2I2）0.05mol/L稱取6.35g純碘和20g碘化鉀，先溶于少量水，然后用水稀釋至1000ml。碘溶液應(yīng)保存在帶塞的棕色瓶中，并放置在暗處。乙酰丙酮溶液：將50g乙酸銨（CH3COONH4）、6ml冰乙酸（CH3COOH）及0.5ml乙酰丙酮（C5H8O2）試劑溶于100ml水中。此溶液在4冷藏可穩(wěn)定保存一個(gè)月。注：乙酰丙酮的純度對(duì)空白實(shí)驗(yàn)吸光度有影響，乙酰丙酮應(yīng)當(dāng)無(wú)色透明，必要時(shí)需進(jìn)行蒸餾精制。重鉻酸鉀基準(zhǔn)溶液：c（1/6K2Cr2O7）=0.0500mol/L準(zhǔn)確稱取在110130烘2h并冷卻至室溫的基準(zhǔn)重鉻酸鉀2.4516g，用水溶解后移入1000ml容量瓶中，用水稀釋至標(biāo)線，搖

7、勻。淀粉指示劑：=10g/L稱取1g淀粉，加5ml水使其成糊狀，在攪拌下將糊狀物加到90ml沸騰的水中，煮沸1min2min，冷卻，稀釋至100ml。臨用現(xiàn)配。硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液：c（Na2S2O3·5H2O）0.05mol/L稱取12.5g硫代硫酸鈉溶于煮沸并冷卻后的水中，稀釋至1000ml。加入0.4g氫氧化鈉，貯于棕色瓶?jī)?nèi)，放置2周后過(guò)濾，使用前用重鉻酸鉀基準(zhǔn)溶液（）標(biāo)定。其標(biāo)定方法如下：于250ml碘量瓶?jī)?nèi)，加入約1g碘化鉀（KI）及50ml的水，加入20.00ml重鉻酸鉀基準(zhǔn)溶液，加入5ml硫酸溶液（6mol/L），混勻，于暗處放置5min。用硫代硫酸鈉溶液滴定，待滴定至溶

8、液呈淡黃色時(shí)，加入1ml淀粉指示劑，繼續(xù)滴定至藍(lán)色剛好褪去，記下用量（V1）。硫代硫酸鈉標(biāo)溶液濃度，由下式計(jì)算： 式中：c1硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液溶度，mol/L；c2重鉻酸鉀基準(zhǔn)溶液濃度，mol/L；V1第定時(shí)消耗硫代硫酸鈉溶液體積，ml；V2取用重鉻酸鉀基準(zhǔn)溶液體積，ml。甲醛標(biāo)準(zhǔn)貯備液：（HCHO）1mg/ml配制：吸取2.8ml甲醛試劑（甲醛含量為36%38%），用水稀釋至1000ml，搖勻。配制好的溶液置4冷藏可保存半年，臨用前標(biāo)定。標(biāo)定：移取20.00ml甲醛標(biāo)準(zhǔn)貯備液于250ml碘量瓶中，加入50.0ml碘溶液，加入1.5ml氫氧化鈉溶液混勻，放置15min。加20ml硫酸溶液（1m

9、ol/L）,混勻，再放置15min。以硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，滴至溶液呈淡黃色時(shí)，加1ml淀粉指示劑，繼續(xù)滴定至藍(lán)色剛好褪去，記下用量V。同時(shí)，另準(zhǔn)確移取20.00ml水代替甲醛標(biāo)準(zhǔn)貯備液按同法進(jìn)行空白試驗(yàn)，記下硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液用量V0。甲醛標(biāo)準(zhǔn)貯備液的質(zhì)量濃度，由下試計(jì)算： 式中：（HCHO）甲醛標(biāo)準(zhǔn)貯備液的質(zhì)量濃度，mg/ml；V0空白試驗(yàn)消耗硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液體積，ml；V標(biāo)定甲醛貯備液消耗硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液體積，ml；c1硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度，mol/L；15.02甲醛（1/2HCHO）摩爾質(zhì)量，g/mol；10001g等于1000mg；20.00移取甲醛標(biāo)準(zhǔn)貯備液的體積，ml；注1：淀粉溶液應(yīng)在滴定近終點(diǎn)時(shí)加入；注2：滴定應(yīng)在碘量瓶中進(jìn)行，并應(yīng)避免陽(yáng)光照射，滴定時(shí)比應(yīng)過(guò)度搖晃。甲醛標(biāo)準(zhǔn)使用溶液在容量瓶中將甲醛標(biāo)準(zhǔn)貯備液逐級(jí)用水稀釋成每毫升含10ug甲醛的標(biāo)準(zhǔn)使用溶液，臨用時(shí)配制。實(shí)驗(yàn)步驟：標(biāo)準(zhǔn)曲