摘要
本文根据国内外对竹炭的研究现状及发展趋势，采用正交试验及单因素试验分别研究氢氧化钠与硼酸改性竹炭（N/BC、B/BC）的制备工艺和工艺因素对改性竹炭室温甲醛去除性能的影响；采用正交试验、Box-Behnken设计优化乙酸铵改性B/BC（N/B/BC）的制备工艺；运用扫描电子显微镜（SEM）、能量色散谱仪（EDS）、热重（TG-DTG）、N2吸附-脱附、傅里叶红外光谱仪（FT-IR）、拉曼光谱仪（Raman）、X射线衍射仪（XRD）、X射线光电子能谱仪（XPS）对样品进行表征，并探讨其室温去除甲醛的机理。主要结论如下： （1）工艺因素对N/BC样品室温甲醛去除率的影响强弱顺序为：料液比＞活化时间＞活化温度＞浸渍时间＞NaOH浓度；当其他制备工艺保持一致时，N/BC样品的甲醛去除率随着NaOH浓度、料液比、浸渍时间、活化温度、活化时间的增加呈现出先升高后降低的变化规律；当NaOH浓度1.6mol/L、料液比1:5、浸渍时间24h、活化温度700℃、活化时间120min时，N/BC样品室温甲醛去除率为84.26%。 （2）当其他制备工艺保持一致时，B/BC样品的甲醛去除率随着硼酸浓度、料液比、浸渍时间、活化温度、活化时间的增加呈现出先升高后降低的变化规律；当硼酸浓度0.4mol/L、料液比1:7、浸渍时间18h、活化温度600℃、活化时间30min时，B/BC样品室温甲醛去除率为82.58%。 （3）N/B/BC样品甲醛去除率的回归方程为：Y=91.74-0.081A+0.64B-0.82C+0.66AB+0.63AC+0.4BC-6.45A2-0.99B2-4.02C2（R2=0.9796，pvalue＜0.0001），优化工艺条件为：乙酸铵浓度1.4mol/L、料液比1:6、浸渍时间24.92h、处理温度89.57℃、处理时间12h，经过优化后的样品室温甲醛去除率在89.96%-93.54%之间，均值为91.65%，与软件预测值（91.87%）的最大偏差为1.91%，平均偏差为0.22%，该模型的预测结果比较准确。 （4）N/B/BC样品表面附着了许多乙酸铵颗粒，其比表面积、微孔体积、总孔体积和平均孔径都有所增大，为240.09m2/g、0.09mL/g、0.12mL/g、4.53nm，分别是B/BC样品的1.21倍、1.13倍、2.25倍、1.90倍；其甲醛去除率在10h内高达96.59%，比B/BC样品高出11.08%，且具有良好的再生性能，5次再生后的甲醛去除率在10h内依然可达70.02%。 （5）N/B/BC样品室温去除甲醛的过程为：HCHO接触样品的外表面，被含氧官能团、含氮官能团的相互作用力所吸附，同时进入孔隙结构中被孔隙间的相互作用力所吸附，最后与样品表面的乙酸铵颗粒进行反应，整个吸附过程持续进行。
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