高锰酸钾改性球形中孔炭的甲醛吸附性能

蒋昕楠, 孔振凯, 王际童, 乔文明, 凌立成. 高锰酸钾改性球形中孔炭的甲醛吸附性能[J]. 环境工程学报, 2018, 12(6): 1676-1682. doi: 10.12030/j.cjee.201712079
引用本文: 蒋昕楠, 孔振凯, 王际童, 乔文明, 凌立成. 高锰酸钾改性球形中孔炭的甲醛吸附性能[J]. 环境工程学报, 2018, 12(6): 1676-1682. doi: 10.12030/j.cjee.201712079
JIANG Xinnan, KONG Zhenkai, WANG Jitong, QIAO Wenming, LING Licheng. Formaldehyde adsorption performance of KMnO4 modified mesoporous carbon spheres[J]. Chinese Journal of Environmental Engineering, 2018, 12(6): 1676-1682. doi: 10.12030/j.cjee.201712079
Citation: JIANG Xinnan, KONG Zhenkai, WANG Jitong, QIAO Wenming, LING Licheng. Formaldehyde adsorption performance of KMnO4 modified mesoporous carbon spheres[J]. Chinese Journal of Environmental Engineering, 2018, 12(6): 1676-1682. doi: 10.12030/j.cjee.201712079

高锰酸钾改性球形中孔炭的甲醛吸附性能

  • 基金项目:

    国家自然科学基金资助项目 (U1710252, 21506061)

    中国科协青年人才托举工程和上海市青年科技启明星计划 (17QB1401700)

Formaldehyde adsorption performance of KMnO4 modified mesoporous carbon spheres

  • Fund Project:
  • 摘要: 采用球形中孔炭为载体,通过浸渍法担载高锰酸钾(KMnO4)制备高容量甲醛吸附剂。通过低温氮气吸附法、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)表征了球形中孔炭的孔结构及表面化学,并采用固定床测试了相应的球形中孔炭的动态甲醛吸附性能。实验结果表明:经过KMnO4浸渍改性后,球形中孔炭保持良好的球形度,并保留一定的比表面积和孔容,有利于甲醛的扩散以及甲醛与吸附活性位的接触;同时,表面C—O、C=O等含氧官能团数量增加,有效提高了甲醛的吸附性能。在KMnO4浓度为30%时性能最佳,吸附穿透容量和饱和容量分别为30.55 mg·g-1和66.04 mg·g-1,是未改性球形中孔炭的5.2倍和3.4倍。因此,KMnO4改性是提升球形中孔炭甲醛吸附性能的有效手段。
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  • [1] 王嵬,杨立平,仪淑敏,等. 9种氨基酸对甲醛捕获能力的研究[J]. 氨基酸和生物资源,2015,37(2):10-13
    [2] ASHMORE M R, DIMITROULOPOULOU C.Personal exposure of children to air pollution[J].Atmospheric Environment,2009,43(1):128-41.
    [3] COLLINS J J, NESS R, TYL R W, et al.A review of adverse pregnancy outcomes and formaldehyde exposure in human and animal studies[J].Regulatory Toxicology and Pharmacology,2001,34(1):17-34 10.1006/rtph.2001.1486
    [4] LI J, LI Z, LIU B, et al.Effect of relative humidity on adsorption of formaldehyde on modified activated carbons[J].Chinese Journal of Chemical Engineering,2008,16(6):871-875 10.1016/S1004-9541(09)60008-2
    [5] SRISUDA S, VIROTE B.Adsorption of formaldehyde vapor by amine-functionalized mesoporous silica materials[J].Journal of Environmental Sciences,2008,20(3):379-384 10.1016/S1001-0742(08)60059-5
    [6] PEI J J, ZHANG S J S.On the performance and mechanisms of formaldehyde removal by chemi-sorbents[J].Chemical Engineering Journal,2011,167(1):59-66 10.1016/j.cej.2010.11.106
    [7] 李慧芳,徐海,赵勤,等. 几种分子筛对甲醛气体吸附性能的研究[J]. 硅酸盐通报,2014,33(1):122-126
    [8] WEN Q B, LI C T, CAI Z H, et al.Study on activated carbon derived from sewage sludge for adsorption of gaseous formaldehyde[J].Bioresource Technology,2011,102(2):942-947. 10.1016/j.biortech.2010.09.042
    [9] LASZLO K.Characterization and adsorption properties of polymer-based microporous carbons with different surface chemistry[J].Microporous and Mesoporous Materials, 2005,80(1/2/3):205-211
    [10] KUMAGAI S, SASAKI K, SHIMIZU Y, et al.Formaldehyde and acetaldehyde adsorption properties of heat-treated rice husks[J].Separation and Purification Technology,2008,61(3):398-403 10.1016/j.seppur.2007.12.006
    [11] MA C, LI X, ZHU T.Removal of low-concentration formaldehyde in air by adsorption on activated carbon modified by hexamethylene diamine[J].Carbon,2011,49(8):2873-2875
    [12] 荣海琴,郑经堂. 改性PAN-ACFs对甲醛吸附性能的初步研究[J]. 新型炭材料,2001,16(1):44-48
    [13] 孙康,蒋剑春,卢辛成,等. 表面掺氮活性炭的制备及其甲醛吸附性能研究[J]. 林产化学与工业,2014,22(4):77-82
    [14] 王彬,单丽丽,周小舟. 硝酸改性活性炭对甲醛吸附性能影响的研究[J]. 绿色科技,2012(12):57-59
    [15] 刘耀源,邹长武,侯天瑶,等.H2O2 /H2SO4改性玉米秸秆活性炭对甲醛吸附性能的研究[J]. 湖北农业科学,2014,53(19):4583-4586
    [16] 姜良艳,周仕学,王文超,等. 活性炭负载锰氧化物用于吸附甲醛[J]. 环境科学学报,2008,28(2):337-341
    [17] 何萌,袁琳,曲可琪,等. 高锰酸钾改性活性炭对甲醛吸附性能的研究[J]. 广州化工,2017,45(14):93-95
    [18] 马国斌. 负载MnO2改性活性炭工艺对甲醛吸附去除的效能[J]. 净水技术,2015,45(14):32-36
    [19] 张川,王际童,李旭,等. 中孔炭的水玻璃模板法制备、结构调控及球形功能化[J]. 无机材料学报,2015,30(8):848-854
    [20] WANG J T, CHEN Q J, LIU X J, et al.Hard-templating synthesis of mesoporous carbon spheres with controlled particle size and mesoporous structure for enzyme immobilization[J].Materials Chemistry and Physics,2011,129(3):1035-1041 10.1016/j.matchemphys.2011.05.085
    [21] WAGNER C D, RIGGS W M, DAVIS L E, et al.Handbook of X-Ray Photoelectron Spectroscopy[M].Perkin-Elmer,Eden Prairie,1979
    [22] LEE K J, SHIRATORI N, LEE G H, et al.Activated carbon nanofiber produced from electrospun polyacrylonitrile nanofiber as a highly efficient formaldehyde adsorbent[J].Carbon,2010,48(15):4248-4255 10.1016/j.carbon.2010.07.034
    [23] SONG Y, QIAO, W M, YOON S H, et al.Removal of formaldehyde at low concentration using various activated carbon fibers[J].Journal of Applied Polymer Science,2007,106(4):2151-2157 10.1002/app.26368
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出版历程
  • 刊出日期:  2018-06-18

高锰酸钾改性球形中孔炭的甲醛吸附性能

  • 1. 华东理工大学化学工程联合国家重点实验室,上海 200237
  • 2. 华东理工大学特种功能高分子材料及相关技术教育部重点实验室,上海200237
基金项目:

国家自然科学基金资助项目 (U1710252, 21506061)

中国科协青年人才托举工程和上海市青年科技启明星计划 (17QB1401700)

摘要: 采用球形中孔炭为载体,通过浸渍法担载高锰酸钾(KMnO4)制备高容量甲醛吸附剂。通过低温氮气吸附法、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)表征了球形中孔炭的孔结构及表面化学,并采用固定床测试了相应的球形中孔炭的动态甲醛吸附性能。实验结果表明:经过KMnO4浸渍改性后,球形中孔炭保持良好的球形度,并保留一定的比表面积和孔容,有利于甲醛的扩散以及甲醛与吸附活性位的接触;同时,表面C—O、C=O等含氧官能团数量增加,有效提高了甲醛的吸附性能。在KMnO4浓度为30%时性能最佳,吸附穿透容量和饱和容量分别为30.55 mg·g-1和66.04 mg·g-1,是未改性球形中孔炭的5.2倍和3.4倍。因此,KMnO4改性是提升球形中孔炭甲醛吸附性能的有效手段。

English Abstract

参考文献 (23)

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