重金屬中活性炭的電吸附(fu)

　　活性炭(tan)(tan)在(zai)重金屬(shu)中(zhong)的電(dian)吸(xi)(xi)(xi)附在(zai)之(zhi)前的介紹中(zhong)有很多(duo)關于使用活性炭(tan)(tan)吸(xi)(xi)(xi)附劑去除金屬(shu)和金屬(shu)化合物的數據，但(dan)通常不低微克(ke)·L -1的水(shui)平(ping)。然而，在(zai)某些情況(kuang)下，通過(guo)施加電(dian)位控制的吸(xi)(xi)(xi)附/解(jie)吸(xi)(xi)(xi)或ES / ED(即電(dian)場內(nei)固(gu)體吸(xi)(xi)(xi)附劑上的吸(xi)(xi)(xi)附/解(jie)吸(xi)(xi)(xi)附)為了(le)提高(gao)活性炭(tan)(tan)的容量(liang)，可以顯著提高(gao)活性炭(tan)(tan)吸(xi)(xi)(xi)附劑的有效性，促(cu)進其后(hou)續再生。

　　負(fu)和(he)中性物質(zhi)的(de)吸附平(ping)衡取決于(yu)電極電荷。表(biao)(biao)(biao)面(mian)負(fu)載的(de)偏振依賴性與(yu)零電荷的(de)電勢有(you)關，即25E PZC，吸附溶液(ye)中的(de)特(te)定濃度。中性物質(zhi)在E PZC隨(sui)著表(biao)(biao)(biao)面(mian)變得陰(yin)極或陽極，正負(fu)電物質(zhi)的(de)負(fu)荷分別增加。非(fei)極化電極很(hen)容(rong)易理解這些(xie)相(xiang)互作用。然而，由(you)于(yu)其表(biao)(biao)(biao)面(mian)官能團、異(yi)構(gou)大力表(biao)(biao)(biao)面(mian)和(he)粒子之(zhi)間的(de)復雜電位分布(bu)，它們并不直接適(shi)用于(yu)活性炭。

　　數據顯示，顆粒狀活性炭的電化學再生效率高達95%。還研究了負載苯酚的椰殼活性炭的(de)電化(hua)學再(zai)(zai)生(sheng)(sheng)，發現再(zai)(zai)生(sheng)(sheng)效(xiao)率(lv)高達(da)85%。還觀察到，陰極(ji)比陽極(ji)再(zai)(zai)生(sheng)(sheng)約20%的(de)苯(ben)(ben)酚好。假(jia)NaCl電解(jie)質)到CO 電化(hua)學氧化(hua)與水(shui)。由(you)于鈉陽離(li)子遷移到陰極(ji)，有兩種方法可以幫助(zhu)苯(ben)(ben)酚解(jie)吸(xi)：苯(ben)(ben)酚鈉的(de)形成(cheng)，它不能(neng)很好地吸(xi)附(fu)在碳表面； 并在陰極(ji)附(fu)近增加(jia)局部(bu)pH這也降低(di)了活性炭吸(xi)附(fu)劑對苯(ben)(ben)酚的(de)吸(xi)附(fu)能(neng)力。由(you)于濃度極(ji)化(hua)效(xiao)應的(de)降低(di)和外部(bu)傳(chuan)質的(de)改善，發現溶液的(de)混合(he)也改善了電極(ji)吸(xi)收。

　　現在(zai)我們(men)開始(shi)研究活(huo)性炭的(de)電(dian)吸(xi)附(fu)選擇。本(ben)研究的(de)吸(xi)附(fu)劑是(shi)蒸(zheng)汽活(huo)化褐煤生產的(de)酸(suan)洗顆粒(li)活(huo)性炭。比表(biao)面積(ji)、總細孔體(ti)積(ji)、平均粒(li)徑和(he)pH PZC這(zhe)種吸(xi)附(fu)劑是(shi)650米(mi)(mi)2 ·克-1，0.95毫(hao)升·克-1，分別(bie)為(wei)1.3毫(hao)米(mi)(mi)，6.3毫(hao)米(mi)(mi)。20多年來，金豐活(huo)性炭一直被(bei)用作水溶液系統中重金屬等物質的(de)吸(xi)附(fu)劑。

　　研究步(bu)驟:500毫升5000ml分(fen)批實(shi)(shi)驗(yan) mg·L -1 NaCl支持電解(jie)(jie)質(zhi)。用(yong)(yong)原(yuan)(yuan)子吸(xi)收標準制備(bei)所需(xu)濃度的(de)砷和鉻電解(jie)(jie)質(zhi)。使用(yong)(yong)As 2 O 3和(NH 4)2 Cr 2 O 制備(bei)砷和鉻標準物， 分(fen)別。使用(yong)(yong)氯(lv)化鎳(nie)(II)和硝酸(suan)鐵(III)制備(bei)含(han)有Ni(II)和Fe(III)工(gong)作電解(jie)(jie)質(zhi)。用(yong)(yong)于制備(bei)標準產品。所有實(shi)(shi)驗(yan)設備(bei)均(jun)采用(yong)(yong)A級容量(liang)(liang)玻璃器(qi)皿制備(bei)，定量(liang)(liang)清洗采用(yong)(yong)標準實(shi)(shi)驗(yan)室程序。用(yong)(yong)移(yi)液管分(fen)配原(yuan)(yuan)子吸(xi)收標準液，制備(bei)工(gong)作電解(jie)(jie)液時。

　　圖顯示(shi)了分批電池用于(yu)實(shi)驗的示(shi)意圖。它由兩(liang)個相(xiang)同的鉑(bo)網(wang)集電器(基于(yu)99.9%的金屬(shu)，100×100目，0.0762mm直徑(jing)導(dao)線)和Pt導(dao)線(基于(yu)99.95%的金屬(shu)，0.025mm直徑(jing))編織到(dao)網(wang)電連接； 三(san)個PVC墊圈(quan)(9/16.25”外徑(jing)，0.0625厚(hou)度)；兩(liang)個聚丙(bing)烯網(wang)狀板(121×121目，1.25”外徑(jing)); 兩(liang)個橡膠墊圈(quan)(9/16內徑(jing)，1.25”外徑(jing)，0.0625“厚(hou)度)，活性炭吸(xi)附劑顆(ke)粒作為單層填充到(dao)*下面(mian)(mian)的鉑(bo)網(wang)上，在*下面(mian)(mian)的墊圈(quan)的中心腔(qiang)內。用四個細胞PTFE機(ji)器螺釘(ding)

　　500ml將(jiang)電(dian)解質(zhi)裝入批量電(dian)池中(zhong)。電(dian)化學(xue)電(dian)位由直(zhi)流電(dian)源供電(dian)。允許正(zheng)常吸附、電(dian)吸附和電(dian)極(ji)吸附。同時，用100-1000移液(ye)管取1000ml樣(yang)(yang)品。所有樣(yang)(yang)品根據USEPA方法(fa)200.保存51，稀釋1毫(hao)升(sheng).5莫爾(er)-1 HNO。

　　通(tong)過(guo)石墨(mo)爐原子吸收(shou)(shou)光(guang)譜法(GFAAS)和Perkin Elmer 4100 ZL金(jin)屬分(fen)析(xi)(xi)塞曼原子吸收(shou)(shou)光(guang)譜儀。GFAA通(tong)過(guo)定(ding)期分(fen)析(xi)(xi)標準(zhun)，參考(kao)物質1640的(de)準(zhun)確性(NIST)監測該標準(zhun)的(de)參考(kao)材料含砷(shen)為26.71±0.42μg·L -1。在(zai)對一(yi)(yi)系列實驗樣品的(de)典型分(fen)析(xi)(xi)中，每5個樣品進行分(fen)析(xi)(xi)NIST標準(zhun)。作為典型精度的(de)例(li)子，一(yi)(yi)次(ci)分(fen)析(xi)(xi)結果NIST 1640砷(shen)濃度為25.9μg·L -1.基于14次(ci)重復分(fen)析(xi)(xi)，標準(zhun)偏(pian)差為1.7%; 這些結果是本文所有(you)分(fen)析(xi)(xi)的(de)典型結果。

　　為(wei)了更(geng)好地研究活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)表(biao)面(mian)的(de)電(dian)(dian)(dian)吸附/電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)吸附，活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)是一種相對(dui)無(wu)(wu)效(xiao)的(de)正常無(wu)(wu)輔助(zhu)吸附劑，含(han)水量為(wei)0.15-0.30 g·L -用于(yu)含(han)有(you)的(de)無(wu)(wu)機砷Ca的(de)電(dian)(dian)(dian)解質。100μg·L -1砷(pH 4.5)。陽極(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)化(hua)學電(dian)(dian)(dian)位在活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)上的(de)應用導致電(dian)(dian)(dian)吸附增強(qiang)的(de)吸收(shou)，伴隨著電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)表(biao)面(mian)陰(yin)離(li)子豐富的(de)電(dian)(dian)(dian)化(hua)學雙(shuang)層帶(dai)電(dian)(dian)(dian)。還證實了在施1.50V陰(yin)極(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)勢可接近100%再生吸附劑。

　　其它金屬離子(zi)的(de)(de)(de)存在(zai)已被證明對(dui)活性炭上砷的(de)(de)(de)電極(ji)吸附有顯著而復雜的(de)(de)(de)影響，這是正(zheng)常的(de)(de)(de)、無輔助(zhu)的(de)(de)(de)。鉻系統中的(de)(de)(de)吸收(shou)機制(zhi)已被證明是鉻濃度，仍然是調查的(de)(de)(de)主題(ti)。鉻的(de)(de)(de)存在(zai)導致(zhi)比含(han)鎳系統更大的(de)(de)(de)吸收(shou)  1.25V電吸附電位。然而，將陽極(ji)電位增加(jia)到  1.50V導致(zhi)As-Ni比As-Cr更大的(de)(de)(de)砷吸收(shou)系統。

　　已經表明Fe(III)其存在顯著增強了(le)活性炭(tan)上砷(shen)的電(dian)吸(xi)附。在研究中As-Cr，As-Fe，As-Ni體系中，As-Fe該系統表現出*大的吸(xi)收(shou)砷(shen)，并在1.75V陰(yin)極電(dian)勢以*高效率(lv)再生。在鐵下電(dian)吸(xi)附中觀察到的行為(wei)可(ke)能是正確的ZVI修復技(ji)術的機理/應(ying)用影響很大。