活性炭吸附產(chǎn)生異味的揮發(fā)性有機(jī)化合物

　　人體會(huì)釋放出數(shù)百種揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)。這些揮發(fā)性有機(jī)化合物中的一些是造成體味的原因。體臭主要是由細(xì)菌代謝以及人體皮膚上汗液和脂質(zhì)的氧化所產(chǎn)生的。它由各種揮發(fā)性化合物組成，例如短鏈脂肪酸，酮，醇和醛。所以需要開(kāi)發(fā)一種可以抑制各種主要促成體味的多功能除臭劑，以改善受影響個(gè)體的生活質(zhì)量。我們發(fā)現(xiàn)活性炭對(duì)關(guān)鍵的體味產(chǎn)生化合物的吸附能力比除臭劑氧化鋅還要高，測(cè)試了一種能在皮膚上使用的活性炭除臭材料。

　　除異味活性炭的制作方法

　　活性炭通常用作出色的多功能吸附劑。活性炭的多孔表面可通過(guò)將極薄的化合物層粘附到較大的碳表面積上來(lái)使各種化學(xué)物質(zhì)失活。它們通常用于吸附去除飲用水和工業(yè)用水中的顏色，氣味，味道和不良有機(jī)和無(wú)機(jī)污染物。此外，活性炭常用于許多化學(xué)，食品和其他物質(zhì)的純化。因此，基于我們的發(fā)現(xiàn)，活性炭對(duì)各種產(chǎn)生體味的化合物表現(xiàn)出高吸附能力，改性后更強(qiáng)。將平均直徑為9.4或40.5μm的活性炭粉與丙烯酸銨共聚物溶液在超純水中完全混合。將平均直徑為0.25μm的二氧化鈦粉末以5-20g的不同濃度添加到混合物中，以制造相應(yīng)的改性活性炭。在115℃下將樣品干燥2小時(shí)后，使用破碎機(jī)通過(guò)均勻研磨獲得除異味活性炭(圖1)。并且比較了活性炭與除異味活性炭中所含活性炭的吸附能力。

　　圖1：二氧化鈦改性活性炭的示意圖。

　　異味化合物在活性炭上的吸附

　　活性炭是多功能吸附劑。將活性炭對(duì)人體中中存在的主要惡臭化合物的吸附能力與作為對(duì)照的氧化鋅的吸附能力進(jìn)行了比較。與氧化鋅相比，活性炭對(duì)二乙酰基和2-壬烯醛的吸附能力要高得多(圖2)。相反，在3M2H和異戊酸的吸附過(guò)程中，活性炭和氧化鋅之間沒(méi)有發(fā)現(xiàn)顯著差異(圖2)，這表明氧化鋅中和了脂肪酸，例如乙酸，3M2H和異戊酸，使其失去活性。但是，包括二乙酰基和2-壬烯在內(nèi)的不帶電荷的化合物未被吸附。活性炭的吸附機(jī)制涉及物理吸附和化學(xué)吸附。物理吸附涉及通過(guò)范德華力將氣味化合物結(jié)合到活性炭表面。另一方面，化學(xué)吸附通過(guò)化學(xué)反應(yīng)發(fā)生，該化學(xué)反應(yīng)涉及被吸附物分子和吸附劑表面之間電子的交換或共享，從而導(dǎo)致化學(xué)鍵的形成。因此，這兩種吸附機(jī)制有助于吸附具有各種官能團(tuán)的體臭化合物。這些結(jié)果表明，與氧化鋅相比，活性炭是一種用于控制各種體內(nèi)惡臭化合物(包括離子和非離子化合物)生成的更好的材料。

　　圖2： 活性炭和氧化鋅對(duì)異味揮發(fā)性有機(jī)化合物的吸附能力。黑色和藍(lán)色條分別表示活性炭和氧化鋅。

　　活性炭異味揮發(fā)性有機(jī)化合物的吸附作用

　　我們測(cè)試了活性炭對(duì)五種散發(fā)惡臭的揮發(fā)性有機(jī)化合物的吸附能力。發(fā)現(xiàn)活性炭對(duì)二乙酰基和2-壬烯醛的吸附水平均高于氧化鋅。但是，與醋酸氧化鋅相比，活性炭的吸附效果略低(圖3A)。相反，活性炭和氧化鋅對(duì)3M2H和異戊酸的吸附能力之間沒(méi)有顯著差異。為了比較活性炭和改性活性炭中所含活性炭的吸附能力，使用無(wú)法吸附在二氧化鈦上的二乙酰基測(cè)試了相同量活性炭中的吸附水平。發(fā)現(xiàn)與活性炭相比，改性活性炭的吸附能力沒(méi)有顯著變化(圖3B)。

　　二氧化鈦改性的活性炭復(fù)合光催化劑比單獨(dú)使用活性炭可以提高對(duì)VOC的吸附水平。我們改進(jìn)的材料對(duì)3M2H和異戊酸的吸附量超過(guò)60%(圖3C)。但是，二乙酰基和2-壬烯醛未吸附在二氧化鈦上(圖3C)。此外，改性活性炭保持了比單獨(dú)使用活性炭時(shí)對(duì)二乙酰的吸附能力(圖3B)。這些結(jié)果表明，與氧化鋅相似，短鏈脂肪酸可以吸附在二氧化鈦上，而不是被二氧化鈦光催化劑分解。

　　圖3：活性炭對(duì)產(chǎn)生異味的揮發(fā)性有機(jī)化合物的吸附能力。(A)改性活性炭和氧化鋅的吸附水平。(B)使用相同含量的活性炭和改性活性炭，比較改性活性炭和活性炭的二乙酰基吸附水平。(C)二氧化鈦對(duì)各種VOC的吸附水平。

　　改性活性炭被開(kāi)發(fā)為可應(yīng)用于涂抹的新型除臭材料，可以吸附各種異味揮發(fā)性有機(jī)化合物。此外，該材料可以很好地抑制臭味的產(chǎn)生。因此，所提出的活性炭除臭劑材料可以被認(rèn)為是可商購(gòu)的除臭劑的潛在替代品。此外，我們的改性活性炭也可以應(yīng)用于室內(nèi)的內(nèi)墻材料，并且可以防止VOC的產(chǎn)生。但是，這也需要一個(gè)量產(chǎn)的過(guò)程，如果您還有什么不太了解的請(qǐng)立即咨詢我們。

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