Environmentálne hodnotenie sorpcie formaldehydu technikou dynamickej sorpcie pár

Väčšina z nás trávi až 85% času v interiéri, či už je to práca, škola, domov alebo nákupné centrá. V dôsledku zvyšovania množstva používaných chemických látok a syntetických materiálov narastá emisia uvoľňovaných prchavých látok z produktov, čím sa zhoršuje kvalita vzduchu vo vnútornom prostredí. Počas tohto času vdychujeme veľké množstvo škodlivých prchavých látok. V oblasti environmentálnej kvality sa stále najvyššia pozornosť venuje obsahu a emisii prchavých organických látok vrátane formaldehydu. Vyskytuje sa najčastejšie v nábytkoch, podlahách, lepidlách a lakoch, v kozmetických prostriedkoch, textíliách, cigaretovom dyme a pod. Obavy z formaldehydu boli zamerané hlavne na meranie množstva emisií zo spomínaných materiálov.
V súčasnej dobe sa upriamila pozornosť na zníženie koncentrácie formaldehydu v ovzduší. Spôsoby redukcie množstva formaldehydu zahŕňajú aplikáciu adsorbentov, kde sa formaldehyd odstráni buď fyzisorpciou cez póry alebo vytvorením stabilnej väzby na adsorbent (chemisorpcia) a formaldehyd sa spätne nevylučuje do ovzdušia.
Táto štúdia poukazuje na aplikáciu dynamickej sorpcie pár (DVS) na štúdium sorpcie formaldehydu stavebnými materiálmi (betón).

Obr. 1: DVS Advantage

Metodika:
Sorpčné experimenty sa vykonali na malej vzorke betónu pomocou systému DVS Advantage . Zariadenie DVS meria zmeny hmotnosti, ktoré súvisia so zachytávaním alebo uvoľňovaním pary vzorkou pri rôznych koncentráciách a teplotách. Hmotnosť vzorky sa sleduje pomocou váh v komore s kontrolovanou teplotou (±0,1°C).
Chemisorpcia a fyzisorpcia sa skúmali tak, že sa vzorka merala najskôr v prostredí vodnej pary a potom rovnaká vzorka v prostredí s 9,25% formaldehydovým roztokom (vo vode). Očakáva sa, že zmena hmotnosti vzorky sa vráti na nulu na konci desorpčných procesov (fyzisorpcia), ale ak sa formaldehyd udržiava nezvratne, potom by sa mal pozorovať rozdiel v hmotnosti v konečnom stupni RH 0%.

Výsledky:

Obr. 2

Obrázok č. 2 znázorňuje percentuálnu zmenu hmotnosti v závislosti od času pre sorpciu vody (modrá čiara) a formaldehydu (červená čiara) pre vzorku betónu pri 25 °C. Z grafu je viditeľný rozdiel sorpcie t.j. vyššia absorpcia formaldehydu počas dlhšieho času, čo naznačuje sorpciu pár formaldehydu.
Bol zaznamenaný rozdiel v hmotnosti v konečnom stupni RH 0%, čo naznačuje zadržanie formaldehydu.

Obr. 4

Izotermy vody a formaldehydu znázornené na obrázkoch č. 3 a 4 vykazujú hysteréznu slučku v širšom rozsahu P/P0, čo naznačuje objemovú absorpciu. Izotermy pre sorpciu formaldehydu (obrázok č. 4) ukazujú hysteréznu slučku, ktorá indikuje retenciu formaldehydu alebo ireverzibilný sorpčný proces. Hoci sa môže počas procesu desorpcie uvoľňovať niektorý formovaný formaldehyd, hysterézna slučka a rozdiel v hmotnosti na začiatku a na konci experimentu naznačujú zadržiavanie molekúl formaldehydových pár, ktoré chýbajú v izoterme sorpcie vody.

Záver:
Štúdium chemisorpcie a fyzisorpcie vody a formaldehydu na konkrétnej vzorke boli skúmané s použitím DVS. Hysterézna slučka a rozdiel v hmotnosti na začiatku a na konci experimentu naznačovali retenciu formaldehydu.

Odkaz na aplikačný list tu.