活性炭吸附回收氯化鈀離子

　　本期介紹(shao)了(le)活(huo)性(xing)炭(tan)上氯(lv)化鈀復(fu)合離子的(de)吸(xi)附(fu)(fu)過程。隨著(zhu)溫(wen)度的(de)升(sheng)高，發(fa)現活(huo)性(xing)炭(tan)可以增強吸(xi)附(fu)(fu)效果。結果表明(ming)，鈀復(fu)合物(wu)可以與存在(zai)(zai)于活(huo)性(xing)炭(tan)表面的(de)官能團發(fa)生(sheng)反應(ying)。推平衡常數(shu)、熱量和吸(xi)附(fu)(fu)熵等熱力學參數(shu)。活(huo)性(xing)炭(tan)吸(xi)附(fu)(fu)氯(lv)化鈀(II)二氯(lv)氧(yang)化鈀或二氯(lv)化鈀在(zai)(zai)活(huo)性(xing)炭(tan)表面形(xing)成。

　　經過(guo)大量的(de)(de)(de)實例測試，活(huo)性炭(tan)可以從水溶液中吸(xi)收(shou)重(zhong)金屬。例如，從廢水中吸(xi)附(fu)活(huo)性炭(tan)去除鎘(II)，汞(II)，和(he)(he)鉛(II)可以給離子(zi)(zi)。然而(er)，即使溶液中的(de)(de)(de)濃度(du)很低，鉑、鈀、金等貴金屬也可以這(zhe)樣(yang)提取(qu)。因此，這(zhe)些金屬可以從通常(chang)在再循環過(guo)程(cheng)中產生的(de)(de)(de)稀釋水溶液中回(hui)收(shou)。活(huo)性炭(tan)吸(xi)附(fu)過(guo)程(cheng)的(de)(de)(de)機理取(qu)決于溶液等初始條(tiao)件(jian)pH，金屬離子(zi)(zi)的(de)(de)(de)溫度(du)和(he)(he)吸(xi)附(fu)形式(shi)(shi)。例如，在氰化(hua)物溶液中，鈀有(you)2 它非常(chang)穩定，很容(rong)易被(bei)活(huo)性炭(tan)吸(xi)附(fu)。很明顯，與氰化(hua)物配合物相比，Pd(II)氯化(hua)物配合物的(de)(de)(de)穩定性較差。幾份報告(gao)顯示，鈀在活(huo)性炭(tan)吸(xi)附(fu)過(guo)程(cheng)中(II)還(huan)原(yuan)成(cheng)金屬形式(shi)(shi)。因此，我們(men)研究(jiu)了恢復反應的(de)(de)(de)可能條(tiao)件(jian)。本工作的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)是研究(jiu)和(he)(he)描述使用(yong)活(huo)性炭(tan)吸(xi)附(fu)作為吸(xi)附(fu)劑Pd(II)離子(zi)(zi)回(hui)收(shou)條(tiao)件(jian)，找出這(zhe)種活(huo)性炭(tan)是否也是Pd(II)復合還(huan)原(yuan)劑。

　　還應該提(ti)到的(de)是，活性(xing)炭(tan)(tan)(tan)比離(li)子交換(huan)劑(ji)便(bian)宜得多，因為這(zhe)(zhe)個事實，它可能(neng)對回(hui)收過程更(geng)(geng)有吸(xi)引力。溫(wen)度(du)和鈀(II)初始濃度(du)的(de)影響。為此(ci)，利用我們新開發的(de)活性(xing)炭(tan)(tan)(tan)，這(zhe)(zhe)種活性(xing)炭(tan)(tan)(tan)可以形(xing)式，使其(qi)更(geng)(geng)容易從(cong)溶(rong)液中分(fen)離(li)出(chu)來(lai)。這(zhe)(zhe)種活性(xing)炭(tan)(tan)(tan)通常由椰(ye)子殼制成。此(ci)外，顆粒(li)具(ju)有較高的(de)機械強度(du)和較大(da)的(de)表面積(ji)。*后(hou)，由于制造過程中的(de)化學(xue)處理（蒸汽和正磷酸活化），該活性(xing)炭(tan)(tan)(tan)具(ju)有明顯的(de)官能(neng)團表面濃度(du)（約18m mol·g-一、能(neng)起(qi)到還原(yuan)劑(ji)或離(li)子的(de)作用。

　　氯化鈀復合離子初(chu)始(shi)濃度對活性炭吸附的影響。試驗條(tiao)件：pH1，Cl-=0.1mol·kg-1。

　　鈀初(chu)始濃度對(dui)活性炭(tan)吸附的(de)影響

　　活性炭的(de)(de)吸(xi)(xi)附能(neng)力(li)與其表面(mian)及其孔隙率有關。其次，研究了氯(lv)化鈀離子初始濃度對活性炭(tan)添加后溶液(ye)中平(ping)衡(heng)濃度的(de)(de)影響。根(gen)據(ju)Lambert-Beer在這些(xie)波(bo)長(chang)下，溶液(ye)吸(xi)(xi)光度的(de)(de)降(jiang)低和溶液(ye)中的(de)(de)定(ding)律(lv)Pd(II)濃度降(jiang)低成(cheng)正比。假設這種(zhong)減(jian)少對應于活性炭(tan)表面(mian)吸(xi)(xi)附的(de)(de)鈀的(de)(de)量(liang)。根(gen)據(ju)計算的(de)(de)Pd(II)濃度隨(sui)時間(jian)變(bian)化，導(dao)致沉積過程(cheng)中的(de)(de)動力(li)曲線。注冊動力(li)學曲線，[PdCl 4 圖1顯示兩對時間(jian)。溶液(ye)中可以觀察(cha)到PdCl 4 2-濃度接近恒(heng)定(ding)值(zhi)，不等(deng)于零。在這種(zhong)情況下，這種(zhong)觀察(cha)是*重要的(de)(de)，因為它(ta)表明間(jian)的(de)(de)氯(lv)化鈀(II)絡合物的(de)(de)平(ping)衡(heng)分布。該平(ping)衡(heng)存在于系統(tong)中，可以提供(gong)吸(xi)(xi)附過程(cheng)中的(de)(de)熱力(li)學信息。

　　吸(xi)附(fu)鈀(II)活(huo)性(xing)炭光(guang)譜前后，[PdCl 4 2-]0=5×10-4mol·kg-1，[C]=1.67g·dm-3，pH1，T=60℃。

　　X射光電子能譜(pu)分(fen)析研究

　　材(cai)料在(zai)吸(xi)附(fu)過(guo)程(cheng)前后(hou)的(de)完整(zheng)性XPS光譜(pu)如圖2所示。考慮到觀察到的(de)溶液Pd(II)估計鈀(ba)負荷等(deng)于0.7%(m/m)。從鈀(ba)峰可以看出。對這一峰值進行更(geng)深入的(de)分(fen)析(xi)，可以為我們提供鈀(ba)電子結構的(de)信息。

　　(A)活性(xing)炭的SEM分析(xi)，(B)選(xuan)擇區域放大率，(C和D)吸附氯化(hua)鈀(ba)(II)復合(he)離子后EDS截面分析(xi)。

　　用(yong)掃(sao)描顯(xian)微鏡分析(xi)樣品。吸附試驗后的活性(xing)炭樣品為60℃干燥。然后將顆粒分成(cheng)兩部分，用(yong)砂紙(造粒1000)拋光獲得的表(biao)面(mian)，直(zhi)到表(biao)面(mian)平整。EDS分析(xi)。加速(su)電(dian)壓等于20kV。獲得的結果如圖(tu)3所示。

　　活性炭(tan)解吸過(guo)程的效率。

　　鈀在活(huo)性炭表面剝離

　　當活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)表(biao)(biao)(biao)面有二氯化鈀(ba)(ba)時(shi)，應按方(fang)(fang)程(cheng)解吸(xi)。因此，解吸(xi)試(shi)驗(yan)(yan)在(zai)室溫(wen)(20℃)使(shi)用100cm3鹽酸(濃(nong)(nong)度(du)(du)為(wei)(wei)1mol·kg-1)或100cm3的(de)(de)(de)(de)(de)(de)高氯酸鹽(濃(nong)(nong)度(du)(du)1mol.kg-1)。必須(xu)提到的(de)(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)，吸(xi)附實(shi)驗(yan)(yan)正(zheng)在(zai)進行中pH等(deng)于1下(xia)(xia)，汽提過(guo)(guo)程(cheng)在(zai)pH等(deng)于0下(xia)(xia)。由鈀(ba)(ba)(II)負荷活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)樣品取自以(yi)往(wang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)吸(xi)附試(shi)驗(yan)(yan)。預加載的(de)(de)(de)(de)(de)(de)活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)通過(guo)(guo)過(guo)(guo)濾與(yu)溶液分離，然后(hou)(hou)(hou)在(zai)60℃下(xia)(xia)干燥。然后(hou)(hou)(hou)將干燥的(de)(de)(de)(de)(de)(de)預加載活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)與(yu)鹽酸溶液混(hun)合。大約(yue)(yue)10個月的(de)(de)(de)(de)(de)(de)解吸(xi)試(shi)驗(yan)(yan)。前兩(liang)天，我(wo)在(zai)溶液中觀(guan)(guan)察(cha)(cha)到鈀(ba)(ba)(II)濃(nong)(nong)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)快速增加*終在(zai)12天后(hou)(hou)(hou)獲得(de)(de)恒定值(zhi)。這(zhe)(zhe)些結果如(ru)圖4所示(shi)作為(wei)(wei)黑色方(fang)(fang)塊。樣品在(zai)接(jie)下(xia)(xia)來的(de)(de)(de)(de)(de)(de)10個月里留(liu)在(zai)溶液中，以(yi)確(que)保這(zhe)(zhe)確(que)實(shi)是(shi)*終的(de)(de)(de)(de)(de)(de)平(ping)衡。此時(shi)后(hou)(hou)(hou)獲得(de)(de)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)值(zhi)顯示(shi)為(wei)(wei)紅點。過(guo)(guo)量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鹽酸是(shi)顯而(er)易(yi)見的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，它(ta)應該足(zu)以(yi)溶解二氯化鈀(ba)(ba)。結果表(biao)(biao)(biao)明，平(ping)衡狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)不受(shou)時(shi)間的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響，表(biao)(biao)(biao)明觀(guan)(guan)察(cha)(cha)到的(de)(de)(de)(de)(de)(de)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)是(shi)*終狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)。實(shi)驗(yan)(yan)期間似乎只有約(yue)(yue)50-65%的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鈀(ba)(ba)(II)活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)表(biao)(biao)(biao)面可(ke)(ke)以(yi)洗脫(tuo)(tuo)物質(zhi)。如(ru)上所述(shu)，施用過(guo)(guo)量鹽酸。因此，一(yi)方(fang)(fang)面，不完全(quan)洗脫(tuo)(tuo)是(shi)可(ke)(ke)以(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)Pd2 OCl2的(de)(de)(de)(de)(de)(de)形成解釋或活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)表(biao)(biao)(biao)面的(de)(de)(de)(de)(de)(de)另(ling)(ling)一(yi)種鈀(ba)(ba)(II)化合物。另(ling)(ling)一(yi)方(fang)(fang)面，它(ta)可(ke)(ke)能只與(yu)不同于初始狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)新平(ping)衡狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)有關。用于**次解吸(xi)試(shi)驗(yan)(yan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)進行簡單的(de)(de)(de)(de)(de)(de)第(di)二次解吸(xi)試(shi)驗(yan)(yan)。實(shi)驗(yan)(yan)條(tiao)件和程(cheng)序與(yu)**次解吸(xi)試(shi)驗(yan)(yan)相同。觀(guan)(guan)察(cha)(cha)到鈀(ba)(ba)(II)洗脫(tuo)(tuo)又發生了。*初的(de)(de)(de)(de)(de)(de)24小時(shi)后(hou)(hou)(hou)，剩余鈀(ba)(ba)高達(da)17%(II)2個月后(hou)(hou)(hou)，總解吸(xi)效率達(da)到98.4%的(de)(de)(de)(de)(de)(de)水平(ping)。

　　結果(guo)表(biao)(biao)明，氯化(hua)鈀(ba)(ba)被活性炭(tan)(tan)化(hua)學吸(xi)(xi)附(II)二(er)氯化(hua)二(er)鈀(ba)(ba)或二(er)氯化(hua)鈀(ba)(ba)在活性炭(tan)(tan)表(biao)(biao)面形(xing)成，活性炭(tan)(tan)表(biao)(biao)面無金屬(shu)鈀(ba)(ba)。活性炭(tan)(tan)的容量取決于取決于實驗條件(jian)℃溫度可達(da)42mg·g-1的水平。在60℃在溫度下(xia)，負載隨(sui)溫度升高至67mg·g-而(er)略有增(zeng)加。鈀(ba)(ba)的吸(xi)(xi)附過程應在盡可能低的溫度下(xia)進行(xing)。