甲醛(HCHO)为无色有刺激性气味的气体,是室内挥发性有机物(VOCs)中常见的一种,对人的眼、鼻、呼吸道等有刺激作用;易溶于水和,可用作农药和消毒剂,是制作染料和酚醛树脂、脲醛树脂、维纶、乌洛托品、季戊四醇等化学化工用品的质料。
人类日常日子中常常触摸的家具、建材以及纺织品会开释游离甲醛,一向处在低浓度的甲醛环境中会使人食欲不振,无力,发生头痛、失眠等情况。当甲醛浓度到达(10~50)*10^-6会使人急性中毒乃至导致癌症。近年来,室内甲醛的去除问题一向是我们重视的焦点。
活性炭是一种黑色多孔的固体炭质,其首要成分为碳,并含少数氧、氢、硫、氮、氯等元素,是由不同的原资料经过破坏、成型、炭化、活化终究得到的产品。
活性炭具有很强的吸附功能,是用处极广的一种工业吸附剂,大多数都用在有毒气体的净化、染料的吸赞同水的过滤等。依据活性炭质料的可再生性将其分为矿物质基活性炭、生物质基活性炭和其他类型活性炭。
第一类为纯物理吸附,靠活性炭本身的外表凹坑以及深化炭体的孔结构对甲醛进行物理吸附。活性炭的孔结构分为大孔(>50nm)、介孔(2~50nm)和微孔(<2nm),甲醛是一种小分子气体(0.375nm),适合用微孔进行吸附,介孔与大孔作为甲醛活动的通道,并不能存储甲醛。
具有杰出的孔隙结构的原资料经过炭化与活化,使得不同的孔隙之间彼此贯穿,能更好地吸附甲醛。
甲醛分子经过范德华力或许氢键被吸附于活性炭的微孔中,构成存储于活性炭的状况,并不会被分化。
因为范德华力和氢键的强度较低,气体处于动态循环进程,因而活性炭微孔中一部分甲醛分子会掉落,回到空气中,新的甲醛分子会从头被吸附到活性炭上,
如图。正常的情况下物理吸附会因为温度的升高,形成活性炭对甲醛分子的吸附才能会下降。因活性炭的孔隙有限,故活性炭物理吸附甲醛存在吸附饱满的问题。
第二类为化学吸附,指活性炭外表官能团与甲醛发生电子搬运或化学反应而被吸附于活性炭外表。
化学吸附的吸附才能大于物理吸附,被吸附的甲醛也不易掉落。化学吸附首要存在于活性炭的外表,与含氧官能团(-OH、-COOH)、含氮官能团等以电子配位的方式结合。
第三类为物理⁃化学联合,首要是指经过活性炭本身的吸附位点将甲醛进行吸附,负载于活性炭上的活性资料将甲醛分化为二氧化碳和水,经过空气的动态循环将二氧化碳和水带离活性炭外表,使得活性炭上负载的活性资料再生,从而到达完全去除甲醛的作用,
室温下,活性炭去除甲醛已被广泛研讨与使用。活性炭吸附甲醛是物理吸附与化学吸附彼此协同作用。甲醛浓度较高时活性炭以物理吸附为主;反之活性炭外表官能团的化学吸附发挥更大的吸附作用。
活性炭和催化剂复合能够将吸附作用与催化作用结合,提高复合资料净化室内甲醛的功能,在不同的室内环境变量情况下,活性炭资料关于甲醛的去除作用也有明显改变。
与其他甲醛吸附剂比较,活性炭质料来历广泛,且大多数为生物质资料,节能环保、价格低、简略易操作灵敏,可适用于不同场所。
但因为其易发生二次污染、低浓度甲醛的去除功率欠安,易受环境温湿度的影响,限制了活性炭去除甲醛的使用空间。
未来活性炭的开展在重视去除甲醛功率的一起,还需考虑质料挑选、资源节省以及吸附剂重复使用等问题。
李世杰.活性炭净化室内甲醛的研讨进展,[J].资料导报,2021,35(Z2)