活性炭納米材料去除砷酸鹽

　　與(yu)傳(chuan)統活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)相(xiang)比，活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)納米材(cai)料具(ju)有較高的(de)表面(mian)(mian)體積(ji)比，吸(xi)引(yin)了環境污(wu)染物和有害金屬的(de)注意。但(dan)由于酸(suan)性(xing)(xing)(xing)表面(mian)(mian)官能(neng)團(tuan)(tuan)，碳納米管和石墨烯對從水中(zhong)去除氧代陰離子(zi)無效(xiao)。在(zai)這里(li)，我們(men)展示(shi)了去離子(zi)水溶液中(zhong)對砷(shen)(shen)酸(suan)鹽和硒酸(suan)鹽的(de)良好吸(xi)附。納米活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)的(de)關鍵特點是去除金屬氧化物納米顆粒的(de)微孔和堿性(xing)(xing)(xing)表面(mian)(mian)基團(tuan)(tuan)的(de)存在(zai)。與(yu)商(shang)業活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)相(xiang)比，納米活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)在(zai)運河和井水中(zhong)具(ju)有優異的(de)砷(shen)(shen)酸(suan)鹽去除和微堿性(xing)(xing)(xing)pH。

　　隨著活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭納(na)米(mi)技術的發展，人們一直在開發利用(yong)這些(xie)納(na)米(mi)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭材料進行水處(chu)理(li)的高(gao)表面體(ti)積比。*近證明(ming)了(le)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭和石(shi)墨烯(xi)基吸附劑用(yong)于去除汞、砷、鉻和硒(xi)等金屬(shu)的吸附作用(yong)。與碳納(na)米(mi)管和石(shi)墨烯(xi)不同，活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭納(na)米(mi)結構具有良好的生物(wu)相容性(xing)(xing)。因(yin)此，納(na)米(mi)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭可能(neng)是(shi)環境修復(fu)應(ying)用(yong)的有希望材料，如從水中去除有害金屬(shu)。

　　球形納米活(huo)性炭材料

　　在前溶液(ye)中加入金(jin)(jin)屬(shu)鹽，加熱分解，形成金(jin)(jin)屬(shu)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物納米(mi)顆(ke)粒(li)(li)，作為碳(tan)水化(hua)(hua)(hua)合(he)物源碳(tan)化(hua)(hua)(hua)的成核點(dian)。合(he)成蝕刻(ke)去除金(jin)(jin)屬(shu)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物納米(mi)顆(ke)粒(li)(li)，留下高多孔活性(xing)炭(圖1A)。活性(xing)炭中金(jin)(jin)屬(shu)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物納米(mi)顆(ke)粒(li)(li)的尺寸可以通過調整前體(ti)的比例來控制，從而控制孔徑。因此，該合(he)成方法可用于吸附(fu)金(jin)(jin)，活性(xing)炭材(cai)料(liao)的起源和物理(li)化(hua)(hua)(hua)學性(xing)質（如表面積、微孔）差異(yi)很大(da)，隔(ge)離沉(chen)積物PBDEs對效(xiao)果了解較少。

　　根據不同的原料(liao)、燃(ran)燒方法和(he)(he)(he)廣泛(fan)的可用(yong)性(xing)(xing)(xing)和(he)(he)(he)應用(yong)，選(xuan)擇活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)、木炭(tan)(tan)(tan)和(he)(he)(he)生(sheng)物炭(tan)(tan)(tan)三種不同的材(cai)料(liao)。活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)。木炭(tan)(tan)(tan)來源(yuan)于4000木質(zhi)素(su)材(cai)料(liao)°C下的燃(ran)燒。原料(liao)為4000生(sheng)物炭(tan)(tan)(tan)樣品℃由不完全燃(ran)燒引起(qi)的。將(jiang)所有活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)材(cai)料(liao)研磨成100目(0.149mm使(shi)用(yong)前在室溫下儲存孔徑(jing))。以(yi)上分(fen)析(xi)了活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)材(cai)料(liao)OC含量。使(shi)用(yong)表(biao)(biao)面積分(fen)析(xi)儀BET氮(dan)等(deng)溫線測定(ding)比(bi)表(biao)(biao)面積(SSA)和(he)(he)(he)微(wei)孔率。活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)、生(sheng)物炭(tan)(tan)(tan)、木炭(tan)(tan)(tan)。

　　為了比(bi)較活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)材料降(jiang)低沉(chen)(chen)積(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)中(zhong)不含多(duo)溴(xiu)(xiu)二苯(ben)醚的C的有效性(xing)，在(zai)用于纖維(wei)暴(bao)露之前，用活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)，木炭(tan)(tan)或(huo)生物(wu)(wu)(wu)炭(tan)(tan)對(dui)(dui)JL和SD修正了沉(chen)(chen)積(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)。在(zai)沉(chen)(chen)淀物(wu)(wu)(wu)中(zhong)加入(ru)1000μg/ kg每種(zhong)多(duo)溴(xiu)(xiu)二苯(ben)醚同源物(wu)(wu)(wu)，如上述(shu)平衡7天，然(ran)后在(zai)0(未修正對(dui)(dui)照)，0.5，1.0，1.5，3.0和6.與活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)、木炭(tan)(tan)或(huo)生物(wu)(wu)(wu)炭(tan)(tan)混合。基于沉(chen)(chen)積(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)干重的%。120年(nian)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)修正沉(chen)(chen)積(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)rpm產生下(xia)混合7天PBDE污染沉(chen)(chen)積(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)樣品。等份的修正沉(chen)(chen)淀物(wu)(wu)(wu)(1).0g，干重)，一片1cm PDMS纖維(wei)和1.5mL水置于20mL用玻(bo)璃瓶測量C 自由度如上所(suo)述(shu)PBDEs。7天后，回收PDMS纖維(wei)，提取(qu)和分析。

　　活(huo)性(xing)炭沉積在混合條件下(xia)PDMS纖維(wei)吸收動力學。

　　多溴聯苯醚中活性(xing)炭類(lei)型的差(cha)異

　　通過(guo)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)吸附或隔離平衡PBDEs反映了(le)它(ta)們(men)PDMS纖維(C PDMS)檢測到(dao)(dao)的(de)(de)水平變(bian)化。在(zai)JL在(zai)沉(chen)積(ji)物中(zhong)(zhong)，隨著(zhu)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)修正，C PDMS顯(xian)著(zhu)下降，并(bing)且活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)類型之(zhi)(zhi)間(jian)的(de)(de)減少(shao)不(bu)同(tong)(圖(tu)2)。例如，當生(sheng)物炭(tan)用于(yu)0時.5%修正JL沉(chen)積(ji)物時，C PDMS30水平降低到(dao)(dao)未沉(chen)降沉(chen)積(ji)物中(zhong)(zhong).0-67.8%。木炭(tan)(29.7-63.5%的(de)(de)效果與生(sheng)物炭(tan)相似(圖(tu)2)。相比之(zhi)(zhi)下，活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)修正沉(chen)積(ji)物C PDMS下降幅(fu)度(du)較大(圖(tu)2)。例如，在(zai)0中(zhong)(zhong).5%活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)JL對于(yu)不(bu)同(tong)的(de)(de)同(tong)源物，C PDMS降至未改進處理水平1.8-8.1%。平均而言，添加1.0%的(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)導(dao)致(zhi)所選活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)BDE同(tong)系物的(de)(de)C PDMS將1降低到(dao)(dao)對照水平.7-5.9%表明活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)在(zai)沉(chen)積(ji)物中(zhong)(zhong)螯合(he)PBDEs能力(li)遠高(gao)于(yu)其他黑(hei)碳材(cai)料。

　　沉積在水(shui)中PDMS纖維上的(de)BDE 47(A)，85(B)，99(C)，100(D)，153(E)和154(F)不(bu)同類(lei)型活(huo)性(xing)炭的(de)濃度隔離效果。

　　本研究開發(fa)(fa)了一種測量沉積物中(zhong)不(bu)含(han)多溴(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)二(er)苯醚的(de)方法C，該方法進一步用(yong)(yong)(yong)于比較(jiao)不(bu)同的(de)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)材料(liao)C free密封多溴(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)聯苯醚的(de)效率。研究結果表明，雖然不(bu)含(han)多溴(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)二(er)苯醚的(de)C通過活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)修(xiu)正(zheng)減少，但不(bu)同類(lei)型的(de)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)之間存在很(hen)大(da)差異，活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)比生物炭(tan)或(huo)(huo)木炭(tan)更(geng)有效。此(ci)外，由于微孔分布不(bu)同，活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)優先隔離(li)低溴(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)化(hua)溴(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)化(hua)BDE，生物炭(tan)或(huo)(huo)木炭(tan)表現出高(gao)溴(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)化(hua)溴(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)化(hua)二(er)苯醚的(de)選擇性(xing)(xing)吸(xi)附(fu)。減少C.同一活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)修(xiu)正(zheng)案(an)的(de)沉積物之間的(de)免(mian)費差異很(hen)大(da)，而且更(geng)高(gao)OC含(han)量似乎抑制了炭(tan)黑的(de)作用(yong)(yong)(yong)。另一方面(mian)，由于天然有機物或(huo)(huo)膠(jiao)體可(ke)(ke)能競爭(zheng)吸(xi)附(fu)位點或(huo)(huo)阻(zu)塞微孔，活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)的(de)隔離(li)能力可(ke)(ke)能會因老(lao)化(hua)效應而發(fa)(fa)生變化(hua)。因此(ci)，在應用(yong)(yong)(yong)于污染沉積物原位修(xiu)復(fu)之前，需要進一步了解活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)多溴(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)二(er)苯醚等老(lao)化(hua)情況HOCs對活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)類(lei)型的(de)隔離(li)和依賴(lai)。