基于酰肼席夫碱反应的甲醛及其类似物的检测和绿色减碳高效去除.pdfVIP

摘要

挥发性有机化合物（VOCs）是目前最常见的室内空气污染物。甲醛作为VOCs

的一种，对人的眼睛和呼吸道等器官会造成不可逆转极大危害，特别是甲醛具有强

的致突变作用，可引起白血病。目前，甲醛在工业上被广泛应用，残留在产品中的

甲醛和分解产生的甲醛会慢慢释放到空气中。因此，甲醛的检测和去除对生态环境

和人体健康都有重要意义。在本论文中，我们通过可逆的席夫碱反应，利用带有酰

肼（-NH-NH）结构的小分子化合物和聚合物对甲醛进行检测和高效去除。具体内容

2

如下：

1.利用具有双酰肼结构的草酰二肼作为甲醛检测试剂，当草酰二肼与甲醛反应

时，生成的腙键在220nm有较强的紫外吸收峰，可以通过紫外-可见分光光度（UV-

vis）法测定溶液中的甲醛浓度。此外，草酰二肼还可以和乙醛、丙酮和苯甲醛等甲

醛类似物反应，产物在226nm、262nm和257nm有较强的紫外吸收峰，实现对这

三种甲醛类似物的灵敏检测。其中甲醛的检出限（LOD）为0.03ppm，相对标准偏

差（RSD）为1.58%。此外，该方法还可用于预处理后真实样品如蛤蜊肉及其存储水

中甲醛的检测，灵敏度高，是一种方便快捷的甲醛定量检测技术。

2.通过两步简单的酯化反应合成酰肼芘基双官能小分子（pyrene-CO-NHNH）。

2

利用芘官能团和还原氧化石墨烯（rGO）之间的较强的π-π叠加作用得到rGO/pyrene-

CO-NHNH2复合材料。该材料可在环境条件下基于酰肼基和醛基之间的席夫碱反应

实现对甲醛不可逆的化学消除，且该反应的唯一副产物是水，不会产生其他二次污

染。该材料的甲醛去除率可达理论值的91%。最重要的是，该材料可在弱酸介质中

再生，经10次循环使用后对甲醛的去除率仍能保持在85%左右。

3.利用可逆加成-断裂链转移（RAFT）聚合，制备带有酰肼和芘基双官能团端

基的聚合物（PHA），并将其与rGO自组装得到rGO/PHA复合材料。然后在海藻酸

钠（SA）和氯化钙（CaCl）的交联作用下制备出rGO/PHA气凝胶，用于环境条件

2

下甲醛不可逆的化学去除。rGO/PHA气凝胶材料对甲醛的去除率可达342.53mg/g，

能够达到理论值的95.1%。循环15次后，甲醛去除率仍可保持在84.83%，因此该成

果具有良好的商业化应用前景。

关键词：甲醛检测；甲醛去除；酰肼；rGO；绿色减碳

Abstract

Volatileorganiccompounds(VOCs)arecurrentlythemostcommonindoorairpollutants.

FormaldehydeasakindofVOCs,thehumaneyesandrespiratorytractandotherorgans

willcauseirreversiblegreatharm,especiallyformaldehydehasastrongmutageniceffect,

cancauseleukaemia.Atpresent,formaldehydeiswidelyusedinindustry,andthe

formaldehydethatremainsintheproductanddecomposeswillbeslowlyreleasedintothe

air.Therefore,thedetectionandremovalofformaldehydeisofgreatsignificancetoboth

theecologicalenvironmentandhumanhealth.Inthispaper,wedetectandremove

formaldehydeusingcompoundsandpolymerswithhydrazid