发布日期：2018-11-06 15:28 来源：活性炭网 作者：活性炭网 浏览数：
抽象 英国广泛使用的有机农药 - 乙醛在英国的饮用水中检出浓度低（1gL -1 ），仍高于欧洲和英国的标准要求。 本文研究了四种材料的效率：粉末活性炭（PAC）和碳掺杂二氧化钛纳米催
英国环境署报告的乙醛是一种有机化合物，用作杀虫剂，用于杀死slu ,,蜗牛和其他软体动物，并广泛用于农业（英国环境署2009）。人们越来越担心在地表水中检测到相对高含量的四聚乙醛。事实上，据报道，在英国处理过的饮用水中发现了痕量的四聚乙醛，其浓度高达1μgL -1，高于欧洲和英国标准0.1μgL -1（Water UK 2013））。旨在通过吸附到颗粒活性炭（GAC）上或通过涉及氯或臭氧的其他过程从水中去除农药的常规处理被证明在去除聚乙醛方面是无效的（Water UK 2013）。
有许多研究调查了从水中去除乙醛的新方法。例如，使用紫外线（UV）照射来激活许多不同的化学物质，如TiO 2，H 2 O 2，用于将有机污染物降解为CO 2和H 2 O（Autin等人，2012），以及双重- 使用催化剂和离子交换树脂作为吸附剂去除聚乙醛的阶段方法（Tao和Fletcher 2016）。但是，仍然需要一种更具成本效益的方法来解决这个问题。
聚乙醛没有被GAC有效降解的原因可能是GAC的粒径和表面积不适合去除聚乙醛。因此，一种替代方法是使用粉末状活性炭（PAC），其具有比传统GAC更小的粒度，从而为吸附提供更多的孔和表面空间。具有潜在的，以除去有机污染物的另一种方法将高级氧化处理（高级氧化），它适用UV照射到催化剂如TiO 2，以产生·OH自由基和攻击的有机分子（Zhang等人。2012 ;里亚等人2013; Kim等人2013 ; Ribeiro等人2015）。TiO 2作为一种广泛研究的光催化剂，它已显示出从水中去除有机污染物的潜力。例如，Chung和Chen（2009）发现通过TiO 2光催化成功除去偶氮染料活性紫5 ; 林等人。（2011）研究了UV / TiO 2对苄基对羟基苯甲酸酯的降解作用。
该研究调查了使用三种新型纳米催化剂的有效性，即在UV-C光下碳含量为1.5％，40％和80％的C掺杂TiO 2以从水溶液中除去聚乙醛。已知通过添加少量吸收剂，特别是活性炭和沸石，可以提高TiO 2对稀释污染物降解的光催化活性（Agrios和Pichat 2005）。吸附剂 - 催化剂体系协同作用相互作用，导致水中乙醛降解的更高性能。国家化学实验室（NCL）从廉价的农业废弃物中开发出碳，并将其用于TiO 2合成，表现出某些染料降解的高性能。在这项工作中，这些催化剂对于乙醛降解的效率已经与PAC的效率进行了比较。本研究的具体目标是（1）确定初始聚乙醛浓度对降解的影响; （2）了解PAC和新型催化剂对四聚乙醛降解的有效性; （3）检查UV-C光对聚乙醛降解的影响; （4）分析四聚乙醛降解的吸附和动力学。
在该工作中使用的商业PAC（木炭，脱色粉末活化）是Darco G60，由British Drug Houses（BDH）实验室供应品制造。其碳源为木炭，经认证最高使用量为250 mg / L（2015年国家卫生基金会）。此外，使用以下C掺杂的TiO 2纳米催化剂：
C掺杂的TiO 2纳米催化剂由印度的国家化学实验室（NCL）提供。使用7.372g丁醇钛，33.818g异丙醇，7mL H 2 O，0.5g尿素，0.03g由甘蔗叶农用废料制成的碳和5g CTAB 制备C掺杂的TiO 2催化剂（C-1.5）。。合成步骤如下：将丁醇钛和异丙醇一起加入并搅拌0.5小时，并将CTAB加入到H 2中O和异丙醇混合均匀。之后，将尿素溶解在混合物中，然后加入碳。然后将该混合物加入先前的丁醇溶液中并在室温下搅拌24小时。然后，将混合物在80℃下干燥5小时，最后在300℃下煅烧3小时。C-40和C-80纳米催化剂通过相同的方法制备，但这次改变了碳和丁醇钛的量。
PAC的表征由韩国的Micromeritics Instrument Corporation使用AutoPore IV 9500 V1.07测定。用20kV的加速电压捕获PAC和C掺杂的TiO 2（C-1.5）的扫描电子显微镜（SEM）图像。C掺杂的TiO 2（C-1.5）的表征由National Chemical Laboratory确定。
其他材料包括聚乙醛，HPLC级甲醇和HPLC级二氯甲烷（DCM）。1克固体甲醛PESTANAL购自Sigma-Aldrich。
在整个实验和样品制备期间，使用Millipore水。这是因为去离子水可能具有高有机物含量并且可能与在反应过程中通过光催化产生的·OH自由基反应，从而影响GC-MS分析。通过英国环境署（UK Environment Agency 2009）的参考方法制备乙醛原液）。将金属醛固体（0.1g）加入到100mL甲醇中以制备1000ppm的聚乙醛储备溶液。多醛储备溶液可在1至10°C之间储存长达1年。对于每个光催化实验，将不同量的储备溶液用Millipore水稀释至1000mL，以制备具有不同聚乙醛浓度的样品溶液。研究的四聚乙醛浓度范围为0.1至15ppm。
通过气相色谱（Perkin Elmer精确Clarus 500）用质谱（GC-MS）分析乙醛。从光反应器中取出的所有聚乙醛溶液样品用MILLEX 0.22-μm注射器驱动的膜过滤装置（Millipore Express制造）过滤，然后通过预调节的固相萃取柱（SDB SPE一次性萃取柱，3 mL， 200毫克126 BAKERBOND™spe）。在将乙醛从水相中萃取到有机相（在DCM中）之后，然后将样品转移到自动取样器中。所有样品均按三次制备，每个样品用自动进样器注射三次，以确保重复性并最大限度地减少仪器误差。在注射样品之前，S1）。通过GC-MS检测乙醛是使用补充材料中表S1中的参数进行的。固相萃取方法在附录中描述，并且从水相到有机相的每组实验的聚乙醛的回收率列于补充材料的表S2中。
通过在DCM中制备0.1ppb至10ppm的一系列聚乙醛溶液来测试通过GC-MS检测到的聚乙醛的极限。从图1所示1（色谱图显示了聚乙醛和DCM的峰），建议检测限为1至5 ppb。对于等于或高于5ppb的聚乙醛浓度，可以检测到7.37分钟的聚乙烯峰，以及DCM的峰值在9.72分钟，并且对于等于或高于50ppb的浓度，聚乙烯的峰是独特的，具有低峰DCM的出现时间为9.72分钟。随着聚乙醛浓度的增加，聚乙醛的峰变得更加独特，而DCM的峰变得不那么明显，特别是当聚乙醛的浓度高于0.5ppm时。对于低于50ppb的聚乙醛浓度，在7.64,7.84,7.90和8.14min处存在一些值得注意的峰。从图S1和图1所示，如图1所示，当注射温度为180℃，烘箱温度为150℃时，这些峰可以从GC-MS的热量中鉴定为DCM的分解组分; 因为DCM极易挥发，在加热时会部分分解，并可能产生HCl，CO和COCl 2的蒸气（国际劳工组织 2012）。
通过四聚乙醛的检测GC-MS为0.1 ppb到10ppm的：一个为0.1ppb，b 0.5 ppb的，和c ^ 1个ppb的显示没有四聚乙醛的峰; d 5 ppb和e 10 ppb显示低峰的聚乙醛; f 50 ppb，g 0.1 ppm，h 0.5 ppm，i 1 ppm，j 5 ppm和k 10 ppm显示出独特的聚乙烯峰
所有实验均在间歇式反应器中进行，使用光反应器，紫外（UV）灯作为辐射源。该批光反应器系统遵循Kim等人提出的系统。（2013年）。光反应器是由不锈钢制成的矩形盒子，在底部和顶部安装有四个阀门（补充材料中的图S2和S3）。使用的UV灯是荷兰制造的UV-C中压汞蒸汽飞利浦灯，波长为11W，240V和254nm。该灯的光密度为35μmolm -2 s -1（11.4 W m -2），通过勒克斯计（Apogee，型号MQ-100，序列号1514，在美国制造）测量。将UV-C灯垂直插入并从反应器顶部安装，使其与内部溶液接触。反应器被水冷夹套包围，以防止样品溶液在反应过程中被UV-C灯加热。因此，保持约25℃（室温）的恒定温度。将反应器连接到来自空气分接头的空气源，以确保PAC或纳米催化剂充分混合并均匀地分布在反应器内部从底部到顶部的溶液中。空气供应维持在1厘米3/ min通过CT Platon制造的空气流量计。另外，将磁力搅拌器置于反应器内以搅拌样品溶液并确保PAC或纳米催化剂与溶液接触。对于所有实验，乙醛溶液的体积为500mL，PAC或催化剂的负载浓度为0.2g L -1，反应时间为2h。
首先，进行了一系列实验，以比较所有材料在不同条件下去除5 ppm聚乙醛溶液的效率：C掺杂TiO 2（C-1.5），仅UV-C光，C掺杂TiO 2（C-1.5）具有UV-C光，C-40具有UV-C光，C-80具有UV-C光，PAC具有UV-C光，PAC在黑暗中。之后，在UV-C光下使用最有效的材料（PAC），通过使用0.1g PAC降解500mL的不同浓度范围为0.1至10ppm的聚乙醛溶液来测定吸附等温线。为了与PAC对甲醛的吸附进行比较，进行了一系列实验以分析C掺杂的TiO 2（C-1.5）纳米催化剂对甲醛的光催化作用（浓度范围为0.1-12ppm ）。
图Figure22呈现PAC的扫描电子显微镜（SEM）图像，其示出了PAC的结构和表面表征。图像显示碳颗粒的平均尺寸为约20nm，并且这些颗粒聚集在一起并形成平均尺寸为25μm的角形簇。孔隙率为17.78％。从SEM图像中，簇的表面是平坦的，粗糙的和多孔的。
粉末状活性炭（PAC）的SEM图像。a（以1μm的比例）碳晶体的表面多孔结构，b（以10μm的比例）碳晶体的边缘，其中发生潜在的吸附。c（50μm比例）具有许多边缘的碳晶体的角形状。d（200μm规模）概述不同尺寸的碳晶体
图Figure33示出了C-掺杂TiO 2的SEM图像2（C-1.5）。当在严格搅拌下将丁醇钛溶液加入到含有碳颗粒（由甘蔗叶农用废物制成）的假均匀溶液中时，可能形成TiO 2，其中碳颗粒将其装饰。然而，由图5所示的TEM图像如图44示出了在TiO上碳的存在2表面; 因此，它不被视为TiO 2 - 修饰的碳颗粒。纳米颗粒的晶体尺寸约为10nm。与PAC相比，纳米催化剂颗粒的形状更圆润。这些颗粒聚集在一起形成簇，这些簇看起来具有粗糙的多孔表面。C掺杂TiO 2纳米催化剂的表面积为115.06 m 2 g -1，总孔容为0.3349 cm 3 g -1，平均孔径为105.8 A°。PAC和C掺杂的TiO 2的表征2（C-1.5）纳米催化剂列于表表1。1。C-40和C-80纳米催化剂的表征处于不同阶段，因此这里未示出。
C掺杂TiO 2（C-1.5）纳米催化剂的SEM图像。a（2μm规模）晶体的圆形和多孔结构。b（3μm规模）晶体的形状和大小或多或少均匀
C掺杂TiO 2（C-1.5）纳米催化剂的TEM图像：在白色 TiO 2颗粒表面可以看到黑色碳颗粒
PAC和C掺杂TiO 2（C-1.5）的表征
| 材料 | PAC | C掺杂TiO 2（C-1.5） |
|---|---|---|
| 总入侵量（mL g -1） | 0.4192 | 0.3349 |
| 晶体尺寸（nm） | 20 | 12 |
| 平均孔径（4 V / A）（nm） | 619 | 1058 |
| 表面积（m 2 g -1） | 962 | 115 |
进行了一系列实验以确定UV-C，PAC，C掺杂的TiO 2（C-1.5），C-40和C-80纳米催化剂在受控条件下对聚乙醛降解的作用，包括PAC /的存在仅纳米催化剂，仅UV-C光，以及PAC /纳米催化剂和UV-C。在所有处理之前，用于该实验的制备的聚乙醛溶液浓度为5ppm，而纳米催化剂负载浓度为0.2g L -1。
图Figure55示出了四聚乙醛的每个处理后的浓度。所有数据的相对标准偏差（RSD）均小于6％，表明实验性能和仪器分析具有相当高的精度和准确度。有由所述纳米催化剂没有显著聚乙醛降解，单独具有UV-C光，并用UV-C光（表纳米催化剂（表2）。2）。进行ANOVA单因素统计检验以确定是否存在显着差异（p <0.05）不同治疗方法前后。将C-80与UV-C，PAC与UV-C和仅PAC（用星号标记）结合的处理方法显示每次处理之前和之后的四聚乙醛浓度的显着差异（p <0.05）。
不同处理前后的聚乙醛溶液浓度：UV-C光的波长为254nm; 每个条形代表九个实验数据（一式三份样品和三次进样到GC-MS; 误差条显示标准误差
各种材料去除乙醛的百分比
| 治疗 | 去除乙醛（％） |
|---|---|
| 仅C掺杂的TiO 2（C-1.5） | 0 |
| 仅限UV-C | 1±1 |
| C掺杂的TiO 2（C-1.5）+ UV-C | 2±2 |
| C-40 + UV-C | 4±4 |
| C-80 + UV-C * | 6±4 |
| PAC + UV-C * | 81±1 |
| PAC仅* | 77±1 |
纳米催化剂的碳含量从1.5％增加到80％，仅略微增加了乙醛的去除率2％和4％。另一方面，单独的PAC除去了大量的三聚乙醛77％，这证实吸附是有利的聚乙醛去除机理之一。Busquets等。（2014）与介孔酚碳具有相似的发现，其表现出有效降解的聚乙醛，吸附容量为76 mg g -1对于64ppm的聚乙醛。有趣的是，在黑暗条件下，PAC在UV-C光下的降解比单独的PAC略微有效（降低4％）。这可能表明通过吸附和光解的组合可以更有效地降解聚乙醛，这可能是水和废水处理中的有前景的技术。同样，有研究表明紫外线和GAC的组合可以提高降解效率50％以上，包括去除总固体浓度，总挥发性固体和废水的生化需氧量（Asha等，2015）。
在该组实验中使用PAC（0.1g），在UV-C光下，在0.1,0.5,1,5和10ppm下，不同制备的初始浓度的聚乙醛样品进行2小时处理。图Figure66之前和由PAC处理后聚乙醛的浓度进行比较。PAC有效地从溶液中除去了聚乙醛，特别是对于0.1,0.5和1ppm的较低初始浓度（p <0.05）。
通过0.1g PAC：UV-C光处理2小时之前和之后的聚乙醛浓度具有254nm的波长; 每个条形代表九个实验数据（一式三份样品和三次进样到GC-MS; 误差条显示标准误差
图Figure77示出了去除四聚乙醛的作为聚乙醛增加的初始浓度降低。可以看出，对于0.1,0.5,1,5和10ppm，较低浓度的乙醛的去除率分别为88％，95％，95％，82％和59％。在0.1ppm处，乙醛的去除率略低于0.5和1ppm。这是因为低浓度的吸附表明存在相当大量的吸附位点，但只有少量的吸附物，当超过一定比例的吸附剂和吸附质时，吸附减慢（Nandi等人，2008）。因此，反应较慢，需要更多的吸附时间来更有效地除去聚乙醛。
使用PAC：UV-C光去除多醛溶液的百分比具有254nm的波长; 每个条形代表九个实验数据（一式三份样品和三次进样到GC-MS; 误差条显示标准误差
C掺杂的TiO 2（C-1.5）纳米催化剂被认为对水中的四聚乙醛降解无效，特别是与PAC相比。图Figure88示出了前和2小时处理被C掺杂TiO后在溶液聚乙醛的浓度2在UV-C光（C-1.5）纳米催化剂。在较高的初始浓度的聚乙醛溶液如5,7.5,10和12ppm时，与较低浓度的降解相比，降解稍微更显着（2-9％）。
用0.1g C掺杂的TiO 2（C-1.5）纳米催化剂处理2小时前后的聚乙醛浓度：UV-C光的波长为254nm; 每个条形代表九个实验数据（一式三份样品和三次进样到GC-MS; 误差条显示标准误差
仅对于制备的高于5ppm的聚乙醛的浓度， 在处理之前和之后存在显着差异（p <0.05），表明在制备的初始浓度下在0.1,0.5,1和2.5ppm处没有降解的聚乙醛。四聚乙醛在7.5和10ppm的降解（表（表3）3）最高，为去除的15±5和13±5％，四聚乙醛的分别。这可以解释如下：（1）光催化反应缓慢，污染物浓度低，需要更长的反应时间才能有效降解污染物（Dionysios等2016））; 因此，在较低浓度（<5ppm）下，2小时反应时间不足以有效降解聚乙醛，（2）在高浓度下，纳米催化剂表面上的活性位点将逐渐被聚乙醛分子填充; 因此，去除乙醛会更低。
在UV-C光下，使用0.1 g C掺杂的TiO 2（C-1.5）在波长为254 nm的条件下降解甲醛的百分比
| 准备初始浓度（ppm） | 去除乙醛（％） |
|---|---|
| 五 | 10±1 |
| 7.5 | 15±5 |
| 10 | 13±5 |
| 12 | 7±3 |
与Autin等人的值相比，C掺杂的TiO 2对聚乙醛的降解不显着。（2012）发现使用0.3mM TiO 2（0.024g）和600mJ cm 2 UV辐射完全降解1ppm的聚乙醛。在我们的例子中，0.1克C掺杂的TiO 2（C-1.5）不能降解1ppm的聚乙醛。因此，这表明需要进一步研究以使用更高浓度的催化剂（> 0.1g）或更强的UV辐射来研究降解。
聚乙醛降解的下UV-C光的吸附等温线通过PAC示于图9所示。9。平衡时的吸附吸收量（q e：吸附剂PAC表面溶质聚乙醛的浓度）可以从t = 0时的初始溶液浓度（C 0），接触时间2小时后的溶液浓度计算得出（C e：平衡溶液的最终浓度）和材料（PAC）负载浓度（C solid）为Eq。（1）演示（Kumar等人，2008年）。
PAC对甲醛降解的吸附等温线
的情节q ë针对Ç ê。图10所示10表明聚乙醛吸附符合两种可能的吸附等温线模型：Freundlich模型和Langmuir模型。
PAC的PTFE降解Freundlich模型
Freundlich模型可以用方程式表示。（2）显示了具有两个特定Freundlich常数的C e和q e之间的经验关系，K F（表示吸附容量）和1 / n（表示吸附强度），它们取决于吸附物和吸附剂（Kumar等。2008）。
Freundlich模型线性化为Eq。（3）找到ķ ˚F和1 / Ñ通过线性回归（图（图1010）。
图Figure1010示出了数据不与Freundlich模型（合身- [R 2 = 0.8735）。得到的K F值为0.092（mg g -1）/（mg L -1）1 / n，得到的1 / n值为0.64（n = 1.563）。事实上，由于PAC对聚乙醛的有效降解，作为吸附容量指标的K F值应该大于Freundlich模型得到的值。然而，这里的K F值非常微不足道。来自Radjenovic和Medunic的研究（2015年 ），有效降解得到K F值为1.074（mg g -1）/（mg L -1）1 / n，1 / n是能量位点分布的指标。高值1 / n表明吸附物和吸附剂之间具有高亲和力。1 / n为0.64，表明64％的活性吸附位点具有相同的能级。尽管1 /的值Ñ中的有益吸附（0.1≤1 /倒是Ñ ≤1），低1 / Ñ值不能解释聚乙醛的实际有效降解（Radjenovic和Medunic 2015）。因此，Freundlich模型被认为不适合在本研究中拟合PAC的四聚乙醛降解数据。
Langmuir模型显示了C e和q e之间的关系，两个常数K L（Langmuir常数L mg -1）和q m（最大/饱和吸附容量mg g -1）（Radjenovic和Medunic 2015），显示通过Eq。（4）。
Langmuir模型线性化为Eq。（5），并且由图20所示。图1111，使得1 /截距ķ 大号 q 米和斜率1 / q 米可以发现（Radjenovic和Medunic 2015）。
PAC的乙醛降解Langmuir模型
图Figure1111示出了该数据拟合得很好，Langmuir模型（- [R 2 = 0.9811）。得到的q m值为32.258mg g -1，K L为2.013L mg -1。Radjenovic和Medunic（2015）研究的有效降解得出q m为12.71 mg g -1，K L为0.0211 L mg -1，这里，q m和K L值均为 大于此值，从而表明在该实验中PAC对聚乙醛的有效降解。根据拟合Langmuir等温线的结果，PAC的q m值为32.258 mg g -1。值得注意的是，在这项工作中计算的q m值远高于使用工业GAC获得的12.8 mg g -1（Busquets等人，2014）的值。与早期研究中使用的PAC （500 m 2 g -1）相比，这可能与用于我们实验的PAC的更高比表面积（962 m 2 g -1）有关。）。此外，此处使用的吸附剂对聚乙醛具有更高的亲和力，因为其等温线的初始斜率大于GAC的初始斜率。因此，Langmuir模型被认为是使用所研究的PAC表示乙醛降解的更好模型。
使用5ppm聚乙醛和0.1g PAC进一步进行一组实验，在UV-C光下具有2小时的反应时间。在0,5,10,15,20,30,40,50,60,90和120分钟时取样。结果呈现于图12所示12。
在UV-C光下，使用波长为254nm的0.1g PAC，随时间降解5ppm的聚乙醛
在5分钟时，去除的聚乙醛已达到64％，表明在反应开始时，PAC的吸附效率最高。对于2小时的反应时间，乙醛的总去除率为81％。随着时间的推移去除高原甲醛，表明PAC逐渐饱和。
吸附容量（q 吨在不同时间PAC的）示于图13所示。13。这表明PAC 在5分钟时吸附了聚乙醛（q t5 = 18.01 mg g -1），几乎在实验开始时，当PAC在120分钟时平衡吸附容量（q e）为22.87 mg g -1被认为是饱和的。与仅使用PAC去除5ppm聚乙醛的实验相比，最终的q e值在120分钟时为21.75mg g -1。这意味着在UV-C光下PAC的吸附能力略高。
在UV-C光下，波长为254nm的PAC吸附容量随时间的变化
为了研究吸附速率和吸附动力学数据的模型，使用伪一阶和伪二阶方程，因为它们是最常见的吸附动力学模型。根据Lagergren（1898），伪一级模型假设吸附速率与方程式（q e）和时间（q t）所吸附的吸附物的差异成正比。（6）（k 1：拟一级动力学速率常数）。
取每边的对数值; 式。（6）可以线性化：
将数据拟合到Eq。（7），LN（q ë - q 吨）对时间作图，其给出的斜率- ķ 1 LN和截距q ë（图（图1414）。
数据拟合伪一级动力学模型
的- [R 2值为0.7844，这表明数据不能很好装配到伪一阶模型。截距为0.8224，其代表ln q e并给出从伪一级模型获得的-0.2mg g -1的理论q e值。然而，该值与实验中的22.87mg g -1的q e值不匹配。然而，与Salvestrini等人的研究相比。（2016）GAC给出的k 1值为0.45 h -1，R 2值为0.87，PAC的吸附速率常数为k，k 1，为0.0161 min -1，比GAC高出两倍多，为0.966 h -1，表明PAC在吸附聚乙醛方面效率更高。
由于数据不适合伪一阶模型，因此它们适合伪二阶模型。等式（8）由Ho和McKay（1998）以差分形式给出，并且k 2是伪二阶动力学速率常数。
它可以集成到
哪个可以转入
将数据拟合到Eq。（10），吨 / q 吨对时间作图，并从其中q ë和ķ 2可以计算出（图（图1515）。
数据符合伪二阶动力学模型
的- [R 2值为0.9994，这表明数据是很好装配到伪二阶模型。1 / q e的斜率为0.0434，其给出q e的理论值为23.04mg g -1。该值非常接近实验中获得的值，再次证实数据非常合适。根据截距，k 2可以计算为0.023g mg -1 min -1。与Salvestrini等人研究的GAC获得的k 2值相比。（2016）的4.8×10 -6 克微克-1 ħ -1其为8×10 -5 g mg -1 min -1，PAC的效率比GAC高约288倍。
表表44，比较从这个项目就与其他研究四聚乙醛降解得到PAC的关键特性和实验数据。这表明，聚乙醛吸附是一种复杂的机理，聚乙醛吸附的有效性和效率在很大程度上取决于吸附剂。例如，Tao和Fletcher（2013）的研究表明，所用的GAC的吸附容量为71 mg g -1，几乎是Busquets等人使用的GAC容量的15 mg g -1的五倍。（2014年）而在表面区域，GAC没有那么大的差异（560和500 m 2 g -1， 分别）。这表明吸附能力与表面积并不严格相关; 需要考虑更多因素，例如孔径分布。
比较本研究中使用的PAC和其他有关四聚乙醛降解的吸附剂
| 研究 | 物料 | 吸附容量（mg g-1） | 表面积（m 2 g-1） | 效率（吸附速率常数） |
|---|---|---|---|---|
| 这项工作 | PAC | 32 | 962 | k 2 = 0.023g mg -1 min-1 |
| Busquets等。（2014） | GAC | 15 | 500 | N / A |
| 定制酚醛树脂衍生的碳 | 76 | 2000 | N / A | |
| Salvestrini等。（2016） | GAC | 320 | 774 | k 2 = 8×10 -5 g mg -1 min -1 |
| 陶和弗莱彻（2013） | GAC | 71 | 560 | k 2 = 5.8×10 -4 g mg -1 min -1 |
| 陶和弗莱彻（2016） | Macronet（用于聚乙醛） | 200 | 402 | k 1 = 11.6×10 -3 min -1 |
| 离子交换树脂（用于乙醛） | 441 | N / A | k 2 = 0.17g mg -1 min -1 |
此外，该项目使用的PAC的吸附容量为32 mg g -1，不如Tao和Fletcher（2013）以及Salvestrini等人使用的GAC高。（2016）但它对于乙醛降解是有效且更有效的，其反应速率比Salvestrini等人快288倍。（2016），比Tao和Fletcher（2013）快40倍。这解释了高吸附容量并不一定意味着高吸附率。并且吸附速率也与表面积无关。Salvestrini等人使用的GAC。（2016）具有774的高表面积，但吸附速率比Tao和Fletcher（2013）使用的GAC慢7倍以上。因此，为了将吸附剂的表征与吸附容量和与乙醛降解有关的吸附速率联系起来，需要对吸附剂的各种表征进行更多研究，例如粒度，孔径分布，表面分析和零电荷点。
聚乙醛降解的用C掺杂TiO等温线2（C-1.5）纳米催化剂在UV-C光反应的2小时内，通过图中所示16所示。16。平衡的吸附容量（q e）来自方程式。（1），q e，最大值为6.16 mg / g（Kumar等人，2008）。
C掺杂TiO 2（C-1.5）降解甲醛的等温线
等温线表明，随着C e的增加，吸附容量增加，直至达到最大容量，这相当于7.5ppm时最高的乙醛去除率。这些数据也适用于Freundlich和Langmuir模型。
该Freundlich模型绘制（图（图17）17）和数据点由线性趋势线拟合，和log-log图给出的对数截距ķ ˚F 1 /的和斜率Ñ（Kumar等。2008）。
C掺杂TiO 2（C-1.5）降解甲醛的Freundlich模型
从图中可以看出。图1717，通过C-掺杂的TiO四聚乙醛吸附2（C-1.5）服从Freundlich模型（- [R 2 = 0.9661）。但是，得到的K F值为-0.431L g -1，得到的n值为0.915。K F，作为吸附容量的指标在这里是负值，这表明该材料不适合吸附（Radjenovic和Medunic 2015）。这可以通过系统中存在的少量碳来解释。
在PAC，C掺杂的TiO 2（C-1.5），C-40和C-80纳米催化剂的四种研究材料中，PAC是最有效的降解四聚乙醛的材料。在所研究的浓度范围为0.1,0.5,1,5 和10ppm，反应时间为2小时的情况下，载荷浓度为0.2g L -1的PAC在低浓度下比高浓度更显着地除去了聚乙醛。增加初始浓度的聚乙醛溶液不会导致更有效的去除乙醛。随着制备的初始聚乙二醇溶液浓度的增加，PAC对甲醛的去除率降低。使用PAC通过吸附去除聚乙醛与Langmuir动力学模型非常吻合，得到q m值为32.258 mg g-1和K L值为2.013L mg -1，表明吸附有利于除去聚乙醛。PAC对甲醛的吸附符合拟二级动力学，k 2值为0.023 g mg -1 min -1，表明PAC可在短时间内有效去除甲醛。
与PAC相比，C掺杂的TiO 2（C-1.5，C-40和C-80）纳米催化剂在研究的浓度范围，催化剂负载浓度，光强度和反应时间内通过光催化去除溶液中的聚乙醛无效。 。
分析UV-C光的影响和纳米催化剂中碳含量的增加表明（1）单独的UV-C光对去除聚乙醛没有任何影响和（2）增加纳米催化剂的碳含量仅略微促进了聚乙醛的降解（约4％）。然而，在黑暗条件下单独的PAC除去了77％的聚乙醛，而在UV-C光下它可以除去超过81％的聚乙醛。认为通过吸附粉末状活性炭可能会除去聚乙醛。然而，它可以在UV-C光下更有效地工作。从这项研究中，建议可以改变和测试更多的参数，如UV-C光强度，聚乙醛溶液的pH值，反应时间和材料负载浓度，以找出最佳的四聚乙醛降解参数。
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