竹炭负载二氧化钛吸附甲醛的研究

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1、第9卷第3期漳州职业技术学院学报Vol.9No.32007年7月JournalofZhangzhouTechnicalInstituteJuly2007竹炭负载二氧化钛吸附甲醛的研究1,2111朱文炎，陈清松，李晓燕，赖寿莲（1.福建师范大学化学与材料学院，福建福州350007；2.漳州城市职业学院，福建漳州363000）摘要：采用溶胶－凝胶法制备TiO2溶胶，采用浸渍－过滤法将TiO2负载于载体颗粒竹炭（BC）的表面，制成竹炭负载二氧化钛的复合物TiO2/BC，并对甲醛进行吸附实验。结果表明：BC和TiO2/BC对甲醛都具有较强的吸附，但是达到饱和吸附时，TiO2/BC的

2、吸附量较大，单位时间内TiO2/BC的吸附甲醛的质量比BC多，且经过多次负载的TiO2/BC其对甲醛的吸附量增加，以负载3次为佳。关键词：竹炭；二氧化钛；负载；吸附；甲醛中图分类号：O622.4文献标识码：A文章编号：1673-1417（2007）03-0021-03甲醛是室内主要的挥发有机物（VolatileOrganicCompounds,VOCs）之一，有致癌的危险，因此它[1]的去除对改善室内空气品质和人类的健康至为重要，已成为国际上甚为关心的问题之一。张齐生等对竹[2]2炭的比表面积进行了详细的研究，结果表明竹炭的比表面积在360m/g左右，是普通木炭的比表面积的

3、2～5倍，相当于优质木炭。因此竹炭具有良好的吸附性能。从理论上来说二氧化钛纳米晶体粒径越小，[3]比表面积越大，吸附能力越强。本文作者以钛酸四丁酯和乙醇为原料，采用溶胶－凝胶法制备TiO2溶胶，以竹炭颗粒为载体，采用浸渍－过滤法将TiO2负载于颗粒竹炭的表面，制成竹炭负载二氧化钛的复合物TiO2/BC，以甲醛为吸附对象，考察了竹炭负载TiO2后的吸附性能。1实验部分1.1化学试剂竹炭（福州黑金刚炭业有限公司提供）；钛酸四丁酯（CR）；无水乙醇（AR）；硝酸（AR）；蒸馏水；甲醛（AR，含量37.0%～40.0%）。1.2实验仪器自制吸附装置（在一干燥器的多孔瓷板下面注入5m

4、l的甲醛，在上面放置玻璃片，并把一定量的吸附剂样品放在玻璃片上，盖上盖子）；SX2-5-12箱式电阻炉；79-1磁力搅拌器；PHS-3C精密pH计；TU-1800PC紫外-可见分光光度计；HY-4调速振荡器；HANGPINGFA1104电子天平。1.3实验原理在相界面上，物质的浓度自动发生累积或浓集的现象称为吸附，它是一种建立在分子扩散基础上的表面现象。竹炭是多孔性无定型碳吸附剂，其对甲醛的吸附是气固两相之间的吸附作用，包括物理吸附、化学吸附，以物理吸附为主。收稿日期：2007－04－20基金项目：福建省科技计划重点项目（2006N0037）；福建省发展和改革委员会资助项目

5、（闽发改投资[2005]847号）作者简介:朱文炎（1975－），男，福建东山人，硕士生，从事天然高分子材料的研究.22漳州职业技术学院学报2007年1.4实验方法1.4.1竹炭预处理将粒径为0.246～0.520mm（相当于60～30目）的竹炭用水煮沸过滤，重复3次，以去除粉尘和竹炭表面的残留物等，120℃下烘干至恒重，置于干燥器中备用。1.4.2TiO2/BC的制备室温下，取一定体积的无水乙醇于锥形瓶中，搅拌，加入10.00mL钛酸四丁酯，继续搅拌30min，用硝酸调pH值至1.0，然后逐滴加入一定体积的蒸馏水，继续搅拌30min，再静置沉化4h得到透明、淡黄色的溶胶；

6、接着将预处理好的粒径为0.246～0.520mm的竹炭放在表面皿里，加入一定量的已制备好的溶胶，浸渍10min，用100目的筛子过滤，于100℃烘箱内烘干，此为一次负载过程，如需多次负载，则重复以上步骤；将负载好TiO2胶体的竹炭放在电阻炉里，在室温下，以10℃/min的速率升温至250℃，恒温60min，然后继续升温至450℃焙烧2h，再随炉自然冷却到室温，可获得TiO2/BC复合型材料。1.4.3BC和BC/TiO2吸附甲醛的实验在室温下，准确称取0.2000gBC和BC/TiO2，放入自制装置中，放置一段时间，取出样品，放入1000mL的容量瓶定容3小时按照绘制标准曲

7、线的步骤测定吸光度A，通过标准曲线计算出甲醛吸附量。2结果与讨论4y=4.2706x+0.01933.522.1标准曲线的绘制R=0.99993[4]2.5用乙酰丙酮分光光度比色法，于紫外—可见分光光ug/mL）2度计上测定甲醛溶液的最佳吸收波长为414nm。配置一1.51甲醛含量（系列浓度不同的甲醛溶液，于414nm波长处测其吸光度，0.50绘制甲醛浓度—吸光度工作曲线，得到回归方程为00.20.40.60.81吸光度2y=4.2706x+0.0193（其相关系数为R＝0.9999），如图1，测定其吸光度，从标准