锰氧化物改性活性炭去除空气中甲醛_周昕彦

第 9 卷第 12 期 环 境 工 程 学 报 Vol 9， No 12 2 0 1 5 年 1 2 月Chinese Journal of Environmental Engineering Dec 2 0 1 5 锰氧化物改性活性炭去除空气中甲醛 周昕彦张芃蒋文杨易韬林莉莉张巍 * ( 华东理工大学资源与环境工程学院，国家环境保护化工过程环境风险评价与控制重点实验室，上海 200237) 摘要为了提高活性炭材料对于气相甲醛的处理性能， 采用浸渍法制得了负载锰氧化物的颗粒活性炭( MnOx/ GAC) 。通过静态去除实验， 比较了不同制备条件及环境因素对 MnOx/GAC 去除甲醛性能的影响。结果表明， 在负载锰氧 化物后， MnOx/GAC 对甲醛的去除性能有明显提高。在实验考察范围内， 当锰氧化物含量为 0. 98%， 焙烧温度为 380时， MnOx/GAC 对于甲醛的去除性能最佳， 单位处理量较未负载时提高了 1 倍。具备较多大孔结构的果壳炭较椰壳炭更适合 作为 MnOx/GAC 的载体。MnOx/GAC 对气相甲醛具有持续的去除能力， 锰氧化物对富集在活性炭孔内的甲醛起到了催化 降解作用。室内低温低湿的处理环境有利于 MnOx/GAC 对甲醛的去除。 关键词甲醛活性炭锰氧化物改性吸附催化 中图分类号X701文献标识码A文章编号1673- 9108( 2015) 12- 5965- 08 MnOx/GAC for removal of formaldehyde in air Zhou XinyanZhang PengJiang WenYang YitaoLin LiliZhang Wei ( State Environmental Protection Key Laboratory of Environmental isk Assessment and Control on Chemical Process， School of esources and Environmental Engineering，East China University of Science and Technology，Shanghai 200237，China) AbstractMnOx/GAC samples were synthesized through impregnating manganese oxide on granular activa- ted carbon to improve its removal capacity for formaldehyde in the air Series of batch experiments were conduc- ted to investigate the effects of preparation condition and environmental factors on the removal capacity of MnOx/ GAC for formaldehyde The result showed that the removal ability of MnOx/GAC for formaldehyde was improved significantly compared to the GAC carrier MnOx/GAC with 0 98% MnOx，calcined under 380，has the best removal capacity which increased by nearly twice of its GAC carrier Fruit shell based GAC is a better carrier than coconut shell based GAC due to its larger average pore size MnOx/GAC has sustainable formaldehyde re- moval ability，because the manganese oxide can catalytically degrade the formaldehyde adsorbed on MnOx/GAC surface Certain environment factors， such as lower temperature and humidity， would improve the removal process Key wordsformaldehyde;activated carbon;MnOx;modification;adsorption;catalysis 基金项目: 大学生创新创业训练计划( 201310251065) ; 国家自然科 学基金资助项目( 41201302) 收稿日期: 2014 10 22;修订日期: 2015 02 03 作者简介: 周昕彦( 1993) ， 男， 本科生， 主要研究方向为水污染控 制。E- mail: 443270724 qq. com * 通讯联系人， E- mail: zhangwei ecust. edu. cn 随着我国室内装修的普及， 室内空气污染问题 日益严峻。据统计， 室内空气的污染程度一般为室 外的 2 5 倍， 个别场合甚至超过 100 倍 1， 2 。常见 的室内空气污染物包括甲醛、 氨气、 苯系物等挥发性 物质， 其中甲醛因其广泛存在于人造板材、 装饰材 料、 涂料及日用品中， 且污染时间长、 毒性大， 已成为 室内的首要污染物 3 。仅在 20022004 年的新建 和改造住房中， 甲醛浓度超过我国卫生部规定标准 ( 0. 1 mg/m3) 的比例就达到了 69. 4%4 。 目前室内甲醛的治理方式主要有通风换气、 生 物方法、 吸附法、 臭氧氧化法、 光催化氧化法等 5 。 由于活性炭具有较大的比表面积和发达的微孔结 构， 在去除气体污染物方面有着明显优势， 所以被广 泛应用于室内空气污染治理领域6 。然而， 活性炭 也存在寿命短， 易造成二次污染等诸多问题 7， 8 ， 故 对活性炭进行改性研究， 以提高其处理性能， 是近年 来甲醛吸附技术的热点问题。研究表明， 微米和纳 米级别的锰氧化物可以对气相甲醛进行有效去除。 特别是一些纳米级别的混合价态氧化物， 如 Mn3O4， 可以在室温下进行空气中甲醛的催化去除反 应 9， 10 。故而， 本研究通过浸渍法对活性炭材料进 行了改性研究， 制备出了新型负载材料 MnOx/GAC 环境工程学报第 9 卷 ( 1x2) ， 利用活性炭巨大的比表面积吸附富集 空气中的甲醛， 提高锰氧化物的催化反应效率。通 过考察焙烧温度、 活性炭载体和锰氧化物负载量， 优 化了 MnOx/GAC 的制备方法， 验证了 MnOx/GAC 去 除气相甲醛的有效性， 并评价了空气湿度、 温度等环 境因素对其去除甲醛性能的影响， 为气相甲醛污染 的治理提供了有效的创新技术支持。 1材料与方法 1. 1材料与仪器 椰壳和果壳活性炭粒径为20 40 目( 上海兴长 活性炭有限公司) ; 甲醛、 乙酰丙酮、 四水乙酸锰( 分 析纯， 上海凌峰化学试剂有限公司) ; 密闭实验箱 ( 0. 75 m 0. 75 m 1. 00 m， 江苏泰兴融盛科教仪 器) ; QC- 2 型大气采样仪( 北京市劳动保护科学研 究所) ; 751 型紫外/可见分光光度计( 上海天美科学 仪器有限公司) ; ICP- AES 表征仪( Agilent 725ES) ; BET 表征仪( TriStar II 3020) ; 扫描电镜( SEM) ( Hi- tachi S- 3400N) ; 转靶 X 射线多晶衍射仪( D/MAX 2550 VB/PC) ， XD 实验条件为 Cu 靶 Ka 辐射， 入 射波长 =0. 154056 nm， 入射角度 2 为 10 80; 全自动程序升温化学吸附仪( Micromeritics Auto- Chem II 2920) 。 1. 2实验方法 1. 2. 1MnOx/GAC 的制备方法 称取一定量的四水乙酸锰， 放入 100 mL 烧杯 中， 倒入一定量的无水乙醇进行溶解。再称取一定 量的活性炭加入烧杯， 在室温条件下搅拌 40 h。将 经搅拌后的混合物放入电热恒温鼓风干燥箱中进行 烘干， 温度设置为 80。24 h 后活性炭转入坩埚 中， 经马弗炉在一定的温度下焙烧10 min， 则负载在 颗粒活性炭上的乙酸锰在高温作用下被氧化为锰氧 化物， 制备得到改性活性炭( MnOx/GAC) 。焙烧过 程反应方程式如下: Mn( CH3COO) 24H2O 焙烧 MnOx+ CO2+ H2O ( 1) 1. 2. 2气相甲醛静态去除实验方法 将一定量 35% 40% 的甲醛水溶液注入密闭 实验箱中， 在室温下平衡24 h， 使得箱内初始甲醛浓 度控制在50 mg/m3左右。实验开始时， 甲醛气体从 箱顶出气， 经无水硫酸铜组成的干燥管干燥、 活性炭 吸附柱吸附后回到箱体， 形成循环 11 。采样时用吸 收液吸收气相甲醛后进行分析测定。气相甲醛的测 定方法采用乙酰丙酮分光光度法( GB/T 15516- 1995) 。 2结果与讨论 2. 1MnOx/GAC 材料表征 2. 1. 1MnOx理论负载量与实际负载量对比 由于活性炭的孔隙率有限， 所以 MnOx在活性 炭上的负载量 ( MnOx与 MnOx/GAC 的质量比， MnOx以 MnO2计) 存在上限。表 1 显示了果壳和椰 壳活性炭分别作为载体时， MnOx在活性炭上的负 载情况。MnOx理论负载量小于 4. 8% 时， 两种活性 炭上 MnOx的实际负载量与理论负载量均较为接 近; 但当理论负载量上升为 13. 0% 时， 果壳炭的实 际负载量仍达到 10. 3%， 而椰壳炭却仅为 5. 2%。 这说明平均孔径更大、 具备更多大孔的果壳炭可以 负载更多的锰氧化物， 更适合作为负载材料。 表 1MnOx /GAC 理论与实际锰氧化物负载量对比 Table 1Theoretical and actual MnOxcontent of MnOx/GAC samples( %) 理论负载量实际负载量( 果壳)实际负载量( 椰壳) 0. 500. 490. 43 0. 990. 980. 87 4. 84. 64. 6 13. 010. 35. 2 2. 1. 2SEM 电镜观测结果 图 1 显示了 MnOx实际负载量为 0. 98% 的 MnOx/GAC( 果壳炭) 的表面结构。从图中可见， MnOx/GAC 表面和孔隙内均匀地分布着颗粒状的 MnOx颗粒物， 粒径大致在几微米范围内。说明微 米级的 MnOx颗粒已经被成功负载到了活性炭材 料上。 图 1MnOx /GAC 的 SEM 图像 Fig. 1SEM photomicrographs of MnOx/GAC samples 2. 1. 3XD 分析 图 2 显示了 MnOx实际负载量为 0. 98% 的 6695 第 12 期周昕彦等: 锰氧化物改性活性炭去除空气中甲醛 MnOx/GAC 的 XD 分析结果。若 MnOx有单一且 明显的晶体形态， MnO 和 Mn3O4晶体衍射峰会在 40和 25附近出现， 而 MnO2晶体衍射峰分布范围 较广， 可在 20 50间出现 12， 13 。图中 MnO x/GAC 的谱图与 GAC 很接近， 未出现明显的二氧化锰或其 锰氧化物晶体衍射峰。这表明 MnOx/GAC 上的 MnOx没有单一的晶形， 再次证明 MnOx颗粒在活性 炭表面分散性良好14 。 ( 锰氧化物负载量: 0. 98%) 图 2MnOx /GAC 和 GAC 的 XD 分析谱图 Fig. 2XD diagrams of GAC and MnOx/GAC samples 2. 1. 4MnOx/GAC 的孔隙结构 孔隙率和 BET 比表面积是表征多孔材料吸附 和催化性能的重要参数。表 2 和表 3 分别显示了不 同焙烧温度和锰氧化物负载量对 MnOx/GAC 孔隙 结构的影响。表2 显示， MnOx实际负载量随着焙烧 温度的升高而变大， 而材料的孔隙率和 BET 比表面 积也同时略微增大， 但产品得率却显著降低， 在 450时， 得率仅为 25%。这说明焙烧温度的升高 将导致活性炭载体自身损失的增加。450 组由于 得率过低， 且产品出现大量灰分， 将不再在后续研究 中进行比较讨论。而表 3 显示， 随着锰氧化物负载 量的增大， MnOx/GAC 的 BET 比表面积和孔隙率基 本呈现递减的趋势， 说明锰氧化物的负载将占据材 料中一部分的孔隙结构。 表 2不同焙烧温度下 MnO x/GAC( 果壳) 的 BET 数据 Table 2BET data of MnOx/GAC( shell)under different calcination temperatures 温度 ( ) MnOx实际负载量 ( %) 孔隙率 ( cm3/g) BET 比表面积 ( m2/g) 1500. 550. 47764 2500. 600. 48795 3800. 790. 53810 4500. 920. 54793 表 3不同锰氧化物负载量的 MnO x/GAC ( 椰壳) 的 BET 和孔隙率数据 Table 3BET and porosity data of MnOx/GAC ( coconut)with different MnOxcontents MnOx实际负载量( %) 孔隙率( cm3/g) BET 比表面积( m2/g) 0. 430. 53954 0. 870. 54935 4. 60. 52867 5. 20. 46795 2. 1. 5H2- TP 分析 为了考察 MnOx/GAC 上锰氧化物的成分和同 活性炭结合情况， 对不同焙烧温度的样品进行了 H2- TP 分析。锰氧化物的还原顺序应是 MnO2或 Mn2O3Mn3O4MnO。据报道， 未负载的 MnOx将 呈现3 个还原峰， 第1 和第2 个分别在327 和417 时出现， 分别代表了 MnO2还原为 Mn2O3和 Mn3O4 的过程， 而第 3 个还原峰出现在 510， 代表了 Mn3O4彻底还原成 MnO 的过程， 在多数情况下第 1 个峰非常难以被发现 15 。从图 3 中可见， 150 和 250焙烧组在 400 500出现了较为平缓的还原 峰， 可以认为是上述第 2 个还原峰， 说明 2 组 MnOx/ GAC 含有一定量的 MnO2或 Mn2O3。反观， 380焙 烧组在 400 500 未出现明显的还原峰， 但在 550 600出现了非常明显的第 3 还原峰， 说明 380 焙烧组的锰氧化物中含有更多的 Mn3O4。这种随焙 烧温度增高， 锰氧化物中 Mn3O4含量增高的现象， 在其他负载锰氧化物材料的研究中也有发现16 。 所有负载锰氧化物的还原峰较未负载时出现延迟， 说明相应的锰氧化物同活性炭结合较为牢固， 不易 被还原。 图 3不同焙烧温度下的 MnO x/GAC 的 TP 分析图谱 Fig. 3TP diagrams of MnOx/GAC at different calcination temperatures 7695 环境工程学报第 9 卷 2. 2制备因素对甲醛处理性能的影响 2. 2. 1焙烧温度 为了研究焙烧温度对 MnOx/GAC 甲醛去除性 能的影响， 用果壳制备了理论负载量为 0. 71% 的 MnOx/GAC。焙烧温度分别为 150、 250 和 380， 将 制备得到的 MnOx/GAC 进行气相甲醛静态去除实 验， 室温控制在 28 左右， 气体流速为 0. 5 L/min， 初始甲醛浓度控制在 50 mg/m3左右。 图 4 所示， 在开始的 7 h 内， 密闭实验箱中的甲 醛浓度下降明显， 之后浓度的下降趋势逐渐趋缓。 虽然 380下焙烧得到的 MnOx/GAC 一开始表现出 的甲醛去除能力不及 150 组， 但随着接触时间的 增长， 20 h 后的 C/C0却是低于 150， 而总体去除 效果最差的是 250 组。由表 2 和 H2- TP 分析可 知， 380焙烧组的孔隙率和 BET 比表面积是 3 组 样品中最大的， 但差距并不明显。但是其 MnOx实 际负载量达到了 0. 79%， 明显高于其他 2 组， 而且 其中含有更多的 Mn3O4， Ahmed 等10 发现， 纳米级 的 Mn3O4颗粒可以在常温下有效催化降解气相甲 醛。这说明不同焙烧温度造成的锰氧化物含量和组 成变化可能是 MnOx/GAC 去除气相甲醛性能差异 的主要原因。在本研究考察范围内， 380组体现了 最佳的气相甲醛去除性能。 图 4不同焙烧温度下 MnO x/GAC 的甲醛去除曲线 Fig. 4Formaldehyde removal curves of MnOx/GAC at different calcination temperatures 2. 2. 2活性炭负载材料 为了研究不同的活性炭负载材料对 MnOx/GAC 甲醛去除性能的影响， 分别用果壳和椰壳制备了理 论负 载 量 为 0. 99% 的 MnOx/GAC， 焙 烧 温 度 为 380。将制备得到的 MnOx/GAC 进行气相甲醛静 态去除实验， 室温控制在 25左右， 气体流速为 0. 5 L/min， 初始甲醛浓度控制在 50 mg/m3左右。 图 5 显示， 以果壳为载体制备的 MnOx/GAC 从 一开始就表现出了良好的甲醛去除性能， 其最终的 C/C0可维持在 83% 左右。而椰壳组在前期较长时 间内的去除效果明显不如果壳组。BET 测试结果 也表明， 由果壳制备的 MnOx/GAC， 其孔隙率为 0. 64 cm3/g 大于椰壳组的 0. 54 cm3/g， 更有利于甲 醛的吸附。因此从实际甲醛去除效果看， 再次证明 了果壳炭较椰壳炭更适合作为 MnOx/GAC 的载体。 图 5不同活性炭载体的 MnO x/GAC 的甲醛去除曲线 Fig. 5Formaldehyde removal curves of MnOx/GAC with different activated carbon support 2. 2. 3MnOx负载量 为了考察 MnOx负载量对于 MnOx/GAC 性能的 影响， 制备得到 MnOx实际负载量为 0. 49%、 0. 98%、 4. 59% 和 10. 28% 的 MnOx/GAC( 果壳) 。将制备得 到的 MnOx/GAC 与未负载 MnOx的载体炭进行气相 甲醛静态去除实验。室温控制在 25， 气体流速为 0. 5 L/min， 初始浓度控制在 50 mg/m3左右。 图 6( a) 显示， 各组甲醛浓度开始均下降较快， 之后逐渐趋缓。在 2 h 内， 载体炭对于甲醛的处理 性能最佳， 但随后便被负载量为 0. 98% 的 MnOx/ GAC 超越， 在 6 h 后， 所有 MnOx/GAC 组的甲醛浓 度均低于载体炭组。这说明负载锰氧化物有利于活 性炭材料对气相甲醛去除性能的提升， 且物理吸附 在该去除过程初期占主导地位， 但之后的锰氧化物 催化氧化过程使得 MnOx/GAC 体现出其优势。经 11 h 后， 载体炭和实际 MnOx负载量为 0. 49%、 0. 98%、 4. 59% 和 10. 28% 的 MnOx/GAC 的甲醛单 位处理量分别为 12. 56、 16. 06、 23. 76、 21. 41 和 14. 35 mg/g ( 图 6 ( b) ) 。在 4 种不同负载量的 MnOx/GAC 中， 0. 98% 的 MnOx/GAC 对甲醛去除性 能最好， 其甲醛单位处理量较载体炭提高了 1 倍。 这说明锰氧化物的存在有利于催化反应的发生， 但 8695 第 12 期周昕彦等: 锰氧化物改性活性炭去除空气中甲醛 过高的负载量也会影响 MnOx/GAC 对于甲醛的去 除性能。这一现象可能有两方面的原因: ( 1) MnOx 团聚现象。由于活性炭的表面积是固定的， MnOx负 载量增多会导致一定的团聚现象， 这使得实际起到催 化降解作用的 MnOx与其负载量不成正比; ( 2) 活性 炭孔隙堵塞。随着 MnOx负载量的增加， 活性炭特有 的微孔结构可能会因为被堵塞而无法发挥其应有的 作用， 这使得甲醛向 MnOx的迁移速率也相应降低， 从 而整体上减弱了 MnOx/GAC 对甲醛的去除效果 12， 17 。 图 6不同锰氧化物负载量的 MnO x/GAC 的甲醛 去除曲线及单位处理量比较 Fig. 6Formaldehyde removal curves and removal capacityies of MnOx/GAC with different MnOxcontents 2. 3MnOx/GAC 去除气相甲醛的机理验证 为了验证 MnOx/GAC 去除甲醛机理中存在的 催化降解过程， 分别将 0. 5 g 果壳载体炭( GAC) 和 实际负载量为 0. 98% 的 MnOx/GAC 置于 15的室 温和干燥条件下， 进行气相甲醛的持续去除实验。 图 7( a) ， ( b) 分别展示了 GAC 和 MnOx/GAC 对于 密闭实验箱中甲醛的持续去除性能。在 GAC 组中， 第 1 次 12 h 去除过程使得密闭箱中气相甲醛浓度 由 57. 32 mg/m3降为 45. 52 mg/m3， GAC 随即达到 吸附平衡状态。继续增加箱内甲醛浓度， 在第 2 次 去除和第 3 次去除过程中， 箱内气相甲醛的浓度并 未呈现明显下降的趋势。而在 MnOx/GAC 组中， 在 第 1 次 12 h 的甲醛去除过程中， 甲醛浓度从 56. 92 mg/m3降至37. 48 mg/m3。同样条件下， MnOx/GAC 表现出了更好的去除效果。且在之后的 2 次持续去 除实验中， 密闭箱中的甲醛浓度均呈现出明显的下 降趋势， 其分别降至 49. 08 mg/m3和 52. 12 mg/m3。 同 GAC 组相比， MnOx/GAC 表现出了一定的甲醛持 续去除能力。这说明 MnOx/GAC 对甲醛的去除并 不只是单纯的活性炭吸附过程。 图 7GAC 和 MnOx /GAC 对甲醛的持续去除曲线 Fig. 7Formaldehyde continuous removal curves of GAC and MnOx/GAC 在 MnOx/GAC 去除气相甲醛的过程中， MnOx 起到了催化氧化的作用。不仅将甲醛氧化成水和二 氧化碳， 还将活性炭表面的部分醌型羰基还原成酚羟 基， 促进了活性炭本身对甲醛的吸附能力 18 。而活 性炭本身对甲醛的富集功能， 使 MnOx周围甲醛浓度 增加， 从而加速锰氧化物对甲醛的催化氧化过程。 MnOx/GAC 对气相甲醛的去除机理可简单归结如下: 2O2 MnO x O2+2O( 2) HCHO + OCO2+2H( 3) 2H + OH2O( 4) CO( 醌型)+ HCOH( 5) 9695 环境工程学报第 9 卷 2. 4环境因素对甲醛处理性能的影响 2. 4. 1温度 为确定环境温度对 MnOx/GAC 去除气相甲醛 性能的影响， 进行了不同温度条件下的气相甲醛静 态去除实验， 所用材料的 MnOx实际负载量为 0. 98%。图 8( a) 显示， 在整个去除过程中， MnOx/ GAC 在不同环境温度下表现出的去除效果由大到 小依次为: 10 15 20 25。在处理 11 h 后， MnOx/GAC 对甲醛的单位处理量分别为 28. 65、 25. 33、 24. 01 和 23. 76 mg/g。在 10 时， MnOx/ GAC 对甲醛表现出了最高的去除性能， 见图 8( b) 。 可见环境温度的降低， 使 MnOx/GAC 对甲醛的去除 性能得到了一定的提高。MnOx/GAC 对气相甲醛的 去除是吸附和催化氧化的复合过程， 催化氧化会随着 环境温度的升高而增强， 但活性炭表面上进行的物理 吸附是自发的自由能降低和放热过程， 故环境温度下 降， 将导致其吸附量显著上升 18 。故而较低的环境 温度将有利于 MnOx/GAC 对气相甲醛的去除。 图 8不同温度下 MnOx /GAC 的甲醛去除曲线及 单位处理量比较 Fig. 8Formaldehyde removal curves and removal capacities of MnOx/GAC at different temperatures 2. 4. 2湿度 为确定环境湿度对 MnOx/GAC 去除气相甲醛 性能的影响， 进行了不同湿度条件下的气相甲醛静 态去除实验， 所用材料的 MnOx实际负载量为 0. 98%， 室温为 10。由图 9( a) 可知， 随着实验的 进行， 密闭箱内的甲醛浓度不断下降， 其中干燥条件 ( 相对湿度 0%) 下的去除效果最好， 经 11 h 的去除 作用， 其 C/C0降至0. 55 以下。而相对湿度越大， 密 闭箱内剩余的甲醛浓度越高。图 9( b) 显示， 11 h 后， 相对湿度为 65%、 50%、 35% 和 0% 条 件 下 MnOx/GAC 对甲醛的单位处理量分别为 17. 12、 25. 20、 26. 34 和 28. 65 mg/g， 可见湿度增加不利于 该去除过程。这是由于活性炭表面具有吸水性， 易 从气体环境中吸收水分19， 20 ， 湿度增加将导致空气 中的水分子与甲醛分子在活性炭表面产生竞争吸 附 21 。此外， 活性炭在相对湿度较大的环境中， 其 微孔中会产生毛细冷凝现象 22- 24 和孔隙填充作 用 25， 26 ， 将大大阻碍 MnO x/GAC 对气相甲醛的吸附 去除。 图 9MnOx /GAC 不同湿度气相甲醛去除曲线及 单位处理量比较 Fig. 9Formaldehyde removal curves and adsorption capacities of MnOx/GAC under different humidity 3结论 ( 1) 通过浸渍法对活性炭进行改性， 成功制得 新型负载锰氧化物改性活性炭。大孔发达的果壳炭 0795 第 12 期周昕彦等: 锰氧化物改性活性炭去除空气中甲醛 较椰壳炭更适合作为 MnOx/GAC 的载体。380下 焙烧的 MnOx/GAC 有最好的甲醛去除效果。较未 负载锰氧化物的原炭而言， MnOx/GAC 对甲醛的去 除性能有明显的提高。在 4 种不同的负载量中， 负 载量为 0. 98% 的 MnOx/GAC 表现出了最高的甲醛 单位处理量， 为 23. 76 mg/g， 较未改性的活性炭提 高了 1 倍。 ( 2) MnOx/GAC 对甲醛的去除是吸附和化学催 化共同作用的结果。在环境浓度约为 55 mg/m3的 条件下， MnOx/GAC 具备对于气相甲醛的持续去除 能力。在此过程中， 锰氧化物起到了催化剂的作用， 使得富集在活性炭孔内的甲醛发生了催化氧化降解 反应。 ( 3) 温度、 湿度等环境因素将影响 MnOx/GAC 对气相甲醛的去除性能。在本研究考察范围内， 较 低温度和湿度条件有利于 MnOx/GAC 对于空气中 甲醛的去除。 参 考 文 献 1Zhang Luoping，Steinmaus C ，Eastmond D A ，et al Formaldehyde exposure and leukemia:A new meta- analysis and potential mechanisms Mutation esearch/eviews in Mutation esearch， 2009， 681( 2- 3) : 150- 168 2王国栋，李科林，李德良 室内装修的甲醛污染及防治 措施 环境科学动态， 2004，( 3) : 43- 45 Wang Guodong，Li Kelin，Li Deliang Indoor air formalde- hyde pollution and the controlling measures during house decoration Environmental Science Trends，2004，( 3) : 43- 45( in Chinese) 3Chin P ，Yang L P ，Ollis D F Formaldehyde removal from air via a rotating adsorbent combined with a photocata- lyst reactor:Kinetic modeling Journal of Catalysis， 2006， 237( 1) : 29- 37 4Tang Xiaojiang，Bai Yang，Duong A ，et al Formalde- hyde in China:Production，consumption，exposure levels， and health effects Environment International，2009，35 ( 8) : 1210- 1224 5Ananpattarachai J ， Kajitvichyanukul P ， Seraphin S Vis- ible light absorption ability and photocatalytic oxidation ac- tivity of various interstitial N- doped TiO2prepared from dif- ferent nitrogen dopants Journal of Hazardous Materials， 2009， 168( 1) : 253- 261 6阎怀国，张俊贞，赵惠敏，等 活性碳纤维的应用 城 市环境与城市生态， 1998， 11( 3) : 5- 7 Yan Huaiguo，Zhang Junzhen，Zhao Huimin，et al Appli- cations of activated carbon fiber ( ACF) Urban Environ- ment Urban Ecology， 1998， 11( 3) : 5- 7( in Chinese) 7赵丽媛，吕剑明，李庆利，等 活性炭制备及应用研究 进展 科学技术与工程， 2008， 8( 11) : 2914- 2919 Zhao Liyuan，Lv Jianming，Li Qingli，et al Present situa- tion and progress in preparation of activated carbon Sci- ence Technology and Engineering，2008，8( 11) :2914- 2919( in Chinese) 8Cameron D S ， Cooper S J ， Dodgson I L ， et al Car- bons as supports for precious metal catalysts Catalysis To- day， 1990， 7( 2) : 113- 137 9Sidheswaran M A ，Destaillats H ，Sullivan D P ，et al Quantitative room- temperature mineralization of airborne formaldehyde using manganese oxide catalysts Applied Ca- talysis B:Environmental， 2011， 107( 1- 2) : 34- 41 10Ahmed K A M ，Zeng Qiumei，Wu Kangbing，et al Mn3O4 nanoplates and nanoparticles:Synthesis，charac- terization，electrochemical and catalytic properties Jour- nal of Solid State Chemistry， 2010， 183( 3) : 744- 751 11林莉莉， 邱兆富， 韩晓琳， 等 吸附气相甲醛活性炭的 选型研究 环境污染与防治， 2013， 35( 12) : 19- 25 Lin Lili，Qiu Zhaofu，Han Xiaolin，et al Selecting acti- vated carbon for removing formaldehyde from air Environ- mental Pollution and Control，2013，35( 12) :19- 25( in Chinese) 12金少钢 纳米二氧化锰催化剂及相关材料去除室内空 气污染物的研究 天津:天津工业大学硕士学位论文， 2011 Jin Shaogang Study on the removal of indoor air pollu- tants by nanometer manganese dioxide catalyst and related materials Tianjin:Master Dissertation of Tianjin Poly- technic University， 2011( in Chinese) 13Miyawaki J ，Lee G H ，Yeh J ，et al Development of carbon- supported hybrid catalyst for clean removal of formaldehyde indoors Catalysis Today，2012，185( 1) : 278- 283 14姚金松， 孟明， 罗金勇， 等 高分散锰氧化物催化剂的结 构、 性能及载体效应 分子催化， 2006， 20( 4) : 300- 305 Yao Jinsong，Meng Ming，Luo Jinyong，et al Structures、 properties and support effects of highly dispersed manga- nese oxide catalysts Journal of Molecular Catalysis ( Chi- na) ， 2006， 20( 4) : 300- 305( in Chinese) 15Trawczyski J ，Bielak B ，Mis ta W Oxidation of etha- nol over supported manganese catalysts- effect of the carri- er Applied Catalysis B:Environmental，2004，55( 4) : 277- 285 16李金虎， 张先龙， 陈天虎， 等 凹凸棒石负载锰氧化物 1795 环境工程学报第 9 卷 低温选择性催化还原催化剂的表征及对氨的吸脱附 催化学报， 2010， 31( 4) : 454- 460 Li Jinhu，Zhang Xianlong，Chen Tianhu，et al Charac- terization and ammonia adsorption- desorption of palygors- kite- supported manganese oxide as a low- temperature se- lective catalytic reduction catalyst Chinese Journal of Ca- talysis， 2010， 31( 4) : 454- 460( in Chinese) 17刘阳生，易莎 活性炭纤维负载纳米 MnO2氧化甲苯 的实验研究 应用基础与工程科学学报，2005，13 ( 3) : 276- 283 Liu Yangsheng， Yi Sha Study on oxidation of gaseous tol- uene by M