载甲醛铜铁改性活性炭的微波再生机理研究

摘要

随着经济的发展，生活水平逐渐提高，室内装潢越发豪华，其中室内空气健康问题不容忽视。装修的所需的家具、涂料是室内甲醛的主要来源。甲醛存在释放周期长、毒性强等特点，使其不易一次性去除。甲醛虽然常见，但其危害不容忽视：不仅有刺激性，还有可能导致基因突变，造成癌症、白血病等疾病。室内甲醛的治理成为一直困扰人们的难题。目前，人们常用活性炭来吸附室内的甲醛。但想要有效地去除甲醛，不仅需要大量活性炭，还需要不时更换新的活性炭。 活性炭用后即丢不但降低了炭资源利用率，不合理的放置还可能会造成甲醛的释放，污染环境。若不及时将吸附甲醛后的活性炭移出室外，在特定条件下被吸附的甲醛还会释放到室内空气中，起到了反作用。所以废活性炭的收集再生对循环经济的发展及环境健康都有着不可忽视的作用。 本文以生物质活性炭为基础，在吸附前对其进行改性处理，负载作为催化剂的铜铁氧化物，以提高活性炭的再生效果。负载完成之后对活性炭进行电镜扫描，观察铜铁金属氧化物的负载情况。之后进行甲醛吸附实验，将改性后活性炭吸附至饱和后，分别进行常规加热再生和微波辐照再生实验，探究不同实验条件下吸附量的变化并确定最佳的再生条件。常规加热再生实验中采用全面实验得到最佳再生工况为粒径大小40~80目，载气流量35ml/min，再生温度为270℃，再生时间为35min；微波辐照再生实验采用正交实验得到最佳再生工况为载气流量25ml/min，微波功率450W，再生时间8min，含水量6g。改性前后活性炭及两种方法第一次再生后活性炭的吸附量分别为4.87mg/g、5.04mg/g、5.54mg/g和5.80mg/g。 最后，在最佳再生工况下对活性炭进行多次吸附再生，结果显示：循环再生前两次两种再生活性炭的吸附量均高于改性活性炭，之后开始减少。但经过九次再生后，常规加热再生和微波再生的再生率仍高于74%和85%，说明两种再生方法均切实可行，并且微波再生效果优于常规加热再生。在测量活性炭再生后的炭损失率和官能团数量变化后发现，微波再生的活性炭质量和官能团数量变化程度均低于常规加热再生，说明微波再生活性炭下的各方面的再生效果更佳。

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