重金屬中活性(xing)炭的電吸附

　　活性(xing)炭(tan)在(zai)重金(jin)屬中的(de)(de)電吸(xi)(xi)(xi)附(fu)在(zai)之前的(de)(de)介紹中有很多關于使(shi)用活性(xing)炭(tan)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)劑(ji)去除金(jin)屬和(he)金(jin)屬化合物的(de)(de)數據，但通常(chang)不低微(wei)克·L -1的(de)(de)水(shui)平。然而，在(zai)某些情況下，通過(guo)施加(jia)電位(wei)控制的(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)/解(jie)吸(xi)(xi)(xi)或ES / ED(即電場(chang)內(nei)固體吸(xi)(xi)(xi)附(fu)劑(ji)上的(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)/解(jie)吸(xi)(xi)(xi)附(fu))為了提高(gao)活性(xing)炭(tan)的(de)(de)容量(liang)，可以(yi)顯著提高(gao)活性(xing)炭(tan)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)劑(ji)的(de)(de)有效(xiao)性(xing)，促進其后(hou)續再生。

　　負和中性物質的(de)(de)吸(xi)附(fu)(fu)平衡(heng)取(qu)決于(yu)電(dian)(dian)極(ji)(ji)電(dian)(dian)荷。表面(mian)負載的(de)(de)偏振依賴性與零(ling)電(dian)(dian)荷的(de)(de)電(dian)(dian)勢有關，即25E PZC，吸(xi)附(fu)(fu)溶液中的(de)(de)特定濃度(du)。中性物質在E PZC隨(sui)著表面(mian)變得(de)陰極(ji)(ji)或陽極(ji)(ji)，正負電(dian)(dian)物質的(de)(de)負荷分(fen)別增加。非極(ji)(ji)化電(dian)(dian)極(ji)(ji)很容易理(li)解這些相(xiang)互(hu)作用(yong)。然而，由于(yu)其表面(mian)官能團、異構大力表面(mian)和粒子之間的(de)(de)復雜(za)電(dian)(dian)位分(fen)布，它們并不直接適用(yong)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)(de)(de)電(dian)(dian)化學(xue)再(zai)生，發現再(zai)生效率高達85%。還觀(guan)察到(dao)，陰(yin)(yin)極(ji)比陽極(ji)再(zai)生約20%的(de)(de)(de)苯(ben)酚好。假NaCl電(dian)(dian)解(jie)質)到(dao)CO 電(dian)(dian)化學(xue)氧化與水(shui)。由(you)于鈉陽離(li)子(zi)遷移到(dao)陰(yin)(yin)極(ji)，有兩種方法可以(yi)幫助苯(ben)酚解(jie)吸：苯(ben)酚鈉的(de)(de)(de)形成，它不能很好地吸附(fu)在碳表面； 并(bing)在陰(yin)(yin)極(ji)附(fu)近增(zeng)加局部(bu)pH這(zhe)也降(jiang)低了活(huo)性(xing)炭吸附(fu)劑(ji)對苯(ben)酚的(de)(de)(de)吸附(fu)能力(li)。由(you)于濃度極(ji)化效應的(de)(de)(de)降(jiang)低和外部(bu)傳(chuan)質的(de)(de)(de)改善，發現溶液的(de)(de)(de)混合也改善了電(dian)(dian)極(ji)吸收。

　　現(xian)在我們開始(shi)研(yan)究活性炭(tan)的電吸(xi)附選擇。本(ben)研(yan)究的吸(xi)附劑是蒸汽活化褐煤生產的酸洗顆粒活性炭(tan)。比表面(mian)積、總(zong)細孔體(ti)積、平均(jun)粒徑和(he)pH PZC這種吸(xi)附劑是650米(mi)2 ·克(ke)-1，0.95毫升·克(ke)-1，分別為1.3毫米(mi)，6.3毫米(mi)。20多年來，金豐活性炭(tan)一直被(bei)用作水溶液系統中重金屬等物質(zhi)的吸(xi)附劑。

　　研究步驟(zou):500毫升5000ml分(fen)(fen)批實驗(yan) mg·L -1 NaCl支持電解質。用(yong)原子(zi)吸收(shou)標準(zhun)制備(bei)所需濃度的砷和鉻電解質。使(shi)用(yong)As 2 O 3和(NH 4)2 Cr 2 O 制備(bei)砷和鉻標準(zhun)物， 分(fen)(fen)別。使(shi)用(yong)氯化鎳(II)和硝酸鐵(III)制備(bei)含有Ni(II)和Fe(III)工(gong)作(zuo)電解質。用(yong)于(yu)制備(bei)標準(zhun)產品。所有實驗(yan)設備(bei)均采用(yong)A級容量(liang)玻璃(li)器皿制備(bei)，定量(liang)清(qing)洗采用(yong)標準(zhun)實驗(yan)室程序。用(yong)移液(ye)管分(fen)(fen)配原子(zi)吸收(shou)標準(zhun)液(ye)，制備(bei)工(gong)作(zuo)電解液(ye)時。

　　圖顯示(shi)了分批(pi)電池用于(yu)實驗的(de)(de)示(shi)意圖。它由(you)兩個相同的(de)(de)鉑網(wang)(wang)集電器(qi)(基于(yu)99.9%的(de)(de)金屬，100×100目(mu)，0.0762mm直(zhi)徑(jing)(jing)(jing)導(dao)線(xian))和Pt導(dao)線(xian)(基于(yu)99.95%的(de)(de)金屬，0.025mm直(zhi)徑(jing)(jing)(jing))編織到網(wang)(wang)電連接； 三個PVC墊(dian)圈(9/16.25”外徑(jing)(jing)(jing)，0.0625厚(hou)度(du))；兩個聚(ju)丙烯網(wang)(wang)狀板(121×121目(mu)，1.25”外徑(jing)(jing)(jing)); 兩個橡膠(jiao)墊(dian)圈(9/16內徑(jing)(jing)(jing)，1.25”外徑(jing)(jing)(jing)，0.0625“厚(hou)度(du))，活(huo)性炭(tan)吸附劑顆粒作為單(dan)層(ceng)填充到*下面的(de)(de)鉑網(wang)(wang)上，在*下面的(de)(de)墊(dian)圈的(de)(de)中心腔(qiang)內。用四個細胞PTFE機(ji)器(qi)螺(luo)釘

　　500ml將電(dian)解質裝(zhuang)入批量電(dian)池中。電(dian)化學電(dian)位由直流電(dian)源供電(dian)。允許(xu)正常(chang)吸附、電(dian)吸附和電(dian)極吸附。同時(shi)，用100-1000移液管(guan)取1000ml樣品。所有樣品根據USEPA方法200.保存51，稀釋(shi)1毫(hao)升.5莫爾-1 HNO。

　　通(tong)過(guo)石墨爐(lu)原子吸(xi)收(shou)光譜法(GFAAS)和(he)Perkin Elmer 4100 ZL金屬分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)塞曼原子吸(xi)收(shou)光譜儀(yi)。GFAA通(tong)過(guo)定(ding)期分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)標準(zhun)(zhun)，參考(kao)物質1640的(de)(de)準(zhun)(zhun)確(que)性(NIST)監測該標準(zhun)(zhun)的(de)(de)參考(kao)材料含砷為(wei)26.71±0.42μg·L -1。在(zai)對一(yi)系列實驗樣(yang)品的(de)(de)典(dian)型(xing)分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)中，每5個樣(yang)品進行分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)NIST標準(zhun)(zhun)。作為(wei)典(dian)型(xing)精(jing)度(du)的(de)(de)例子，一(yi)次(ci)分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)結果NIST 1640砷濃度(du)為(wei)25.9μg·L -1.基(ji)于14次(ci)重(zhong)復(fu)分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)，標準(zhun)(zhun)偏差為(wei)1.7%; 這些結果是本文(wen)所有分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)的(de)(de)典(dian)型(xing)結果。

　　為(wei)了(le)更好地研究活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)表(biao)面的電吸附(fu)(fu)/電極(ji)(ji)吸附(fu)(fu)，活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)是一種(zhong)相對(dui)無(wu)(wu)效的正常無(wu)(wu)輔助吸附(fu)(fu)劑，含(han)水量為(wei)0.15-0.30 g·L -用于含(han)有的無(wu)(wu)機砷Ca的電解質。100μg·L -1砷(pH 4.5)。陽(yang)極(ji)(ji)電化(hua)學電位在活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)上的應用導致電吸附(fu)(fu)增強的吸收，伴隨著電極(ji)(ji)表(biao)面陰(yin)離子豐(feng)富的電化(hua)學雙層帶(dai)電。還證(zheng)實了(le)在施1.50V陰(yin)極(ji)(ji)電勢可接近(jin)100%再生(sheng)吸附(fu)(fu)劑。

　　其它金(jin)屬離子(zi)的(de)(de)存(cun)在已被證明對活性炭(tan)上砷(shen)的(de)(de)電極(ji)吸(xi)附有顯著而復(fu)雜的(de)(de)影響，這是正常的(de)(de)、無輔助的(de)(de)。鉻系統中(zhong)的(de)(de)吸(xi)收機制已被證明是鉻濃度，仍然是調查的(de)(de)主(zhu)題。鉻的(de)(de)存(cun)在導致比含鎳系統更大(da)的(de)(de)吸(xi)收  1.25V電吸(xi)附電位(wei)。然而，將陽極(ji)電位(wei)增加到  1.50V導致As-Ni比As-Cr更大(da)的(de)(de)砷(shen)吸(xi)收系統。

　　已經表(biao)明Fe(III)其存(cun)在顯著增強(qiang)了(le)活性炭上砷(shen)的電吸附。在研(yan)究中As-Cr，As-Fe，As-Ni體(ti)系中，As-Fe該系統表(biao)現出*大的吸收砷(shen)，并在1.75V陰極電勢以*高效率(lv)再生。在鐵下電吸附中觀(guan)察到的行為可(ke)能(neng)是正確的ZVI修復技(ji)術的機理/應用(yong)影響很(hen)大。