重金屬中活性炭的電吸附

　　活(huo)性炭(tan)在(zai)(zai)重金屬(shu)中的(de)(de)(de)電吸附(fu)在(zai)(zai)之前的(de)(de)(de)介紹中有很(hen)多關于使用活(huo)性炭(tan)吸附(fu)劑去除金屬(shu)和金屬(shu)化(hua)合(he)物的(de)(de)(de)數據，但通(tong)常不低微(wei)克(ke)·L -1的(de)(de)(de)水平(ping)。然而，在(zai)(zai)某(mou)些(xie)情(qing)況下，通(tong)過施加電位控制的(de)(de)(de)吸附(fu)/解吸或ES / ED(即電場內固體吸附(fu)劑上的(de)(de)(de)吸附(fu)/解吸附(fu))為了(le)提高活(huo)性炭(tan)的(de)(de)(de)容量(liang)，可以顯著提高活(huo)性炭(tan)吸附(fu)劑的(de)(de)(de)有效性，促進(jin)其后續再生。

　　負(fu)和中性物質(zhi)的(de)吸附平衡(heng)取決于(yu)電(dian)極電(dian)荷(he)。表面負(fu)載的(de)偏振依(yi)賴性與零(ling)電(dian)荷(he)的(de)電(dian)勢(shi)有關，即(ji)25E PZC，吸附溶液中的(de)特定濃度。中性物質(zhi)在(zai)E PZC隨著(zhu)表面變(bian)得陰極或陽極，正負(fu)電(dian)物質(zhi)的(de)負(fu)荷(he)分別增加。非極化電(dian)極很容易理解這些相互作(zuo)用。然而，由于(yu)其(qi)表面官能團、異(yi)構大力表面和粒子之間的(de)復雜電(dian)位分布(bu)，它(ta)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)生，發(fa)現(xian)再(zai)生效率高達85%。還觀察(cha)到，陰極(ji)(ji)比陽極(ji)(ji)再(zai)生約(yue)20%的(de)苯酚(fen)(fen)好(hao)。假(jia)NaCl電解質(zhi))到CO 電化(hua)學氧化(hua)與水。由(you)于鈉陽離子遷移到陰極(ji)(ji)，有兩種方法可以幫(bang)助(zhu)苯酚(fen)(fen)解吸(xi)(xi)：苯酚(fen)(fen)鈉的(de)形成，它不(bu)能很好(hao)地吸(xi)(xi)附在碳表面； 并在陰極(ji)(ji)附近增加局部(bu)pH這也降(jiang)低(di)了活性炭吸(xi)(xi)附劑對苯酚(fen)(fen)的(de)吸(xi)(xi)附能力。由(you)于濃度極(ji)(ji)化(hua)效應的(de)降(jiang)低(di)和(he)外部(bu)傳質(zhi)的(de)改善，發(fa)現(xian)溶液(ye)的(de)混合也改善了電極(ji)(ji)吸(xi)(xi)收。

　　現在我(wo)們開(kai)始研(yan)究(jiu)活(huo)性炭的電(dian)吸附(fu)選擇。本研(yan)究(jiu)的吸附(fu)劑是蒸汽活(huo)化褐煤生產的酸洗顆(ke)粒活(huo)性炭。比表面(mian)積(ji)、總細孔(kong)體積(ji)、平均粒徑和pH PZC這種吸附(fu)劑是650米2 ·克-1，0.95毫(hao)升·克-1，分(fen)別為1.3毫(hao)米，6.3毫(hao)米。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(deng)物質的吸附(fu)劑。

　　研究(jiu)步驟:500毫升5000ml分批實(shi)驗(yan)(yan) mg·L -1 NaCl支持電(dian)(dian)解質。用(yong)(yong)(yong)原子吸(xi)收(shou)標(biao)(biao)準制(zhi)(zhi)(zhi)備(bei)(bei)(bei)所需濃度的砷和鉻(ge)電(dian)(dian)解質。使用(yong)(yong)(yong)As 2 O 3和(NH 4)2 Cr 2 O 制(zhi)(zhi)(zhi)備(bei)(bei)(bei)砷和鉻(ge)標(biao)(biao)準物， 分別。使用(yong)(yong)(yong)氯化(hua)鎳(nie)(II)和硝酸鐵(tie)(III)制(zhi)(zhi)(zhi)備(bei)(bei)(bei)含有Ni(II)和Fe(III)工(gong)作電(dian)(dian)解質。用(yong)(yong)(yong)于制(zhi)(zhi)(zhi)備(bei)(bei)(bei)標(biao)(biao)準產品(pin)。所有實(shi)驗(yan)(yan)設備(bei)(bei)(bei)均采用(yong)(yong)(yong)A級容(rong)量玻璃(li)器皿(min)制(zhi)(zhi)(zhi)備(bei)(bei)(bei)，定(ding)量清洗采用(yong)(yong)(yong)標(biao)(biao)準實(shi)驗(yan)(yan)室程序。用(yong)(yong)(yong)移液(ye)管分配原子吸(xi)收(shou)標(biao)(biao)準液(ye)，制(zhi)(zhi)(zhi)備(bei)(bei)(bei)工(gong)作電(dian)(dian)解液(ye)時。

　　圖顯示了分批電(dian)池用于實(shi)驗的(de)(de)示意圖。它由兩(liang)個(ge)相同的(de)(de)鉑網集電(dian)器(基于99.9%的(de)(de)金(jin)屬，100×100目(mu)，0.0762mm直徑(jing)(jing)導(dao)線)和Pt導(dao)線(基于99.95%的(de)(de)金(jin)屬，0.025mm直徑(jing)(jing))編織到網電(dian)連(lian)接(jie)； 三個(ge)PVC墊圈(9/16.25”外(wai)徑(jing)(jing)，0.0625厚度(du))；兩(liang)個(ge)聚丙(bing)烯網狀板(121×121目(mu)，1.25”外(wai)徑(jing)(jing)); 兩(liang)個(ge)橡膠墊圈(9/16內徑(jing)(jing)，1.25”外(wai)徑(jing)(jing)，0.0625“厚度(du))，活性(xing)炭(tan)吸附(fu)劑顆粒(li)作為單(dan)層填充到*下面的(de)(de)鉑網上，在*下面的(de)(de)墊圈的(de)(de)中(zhong)心腔內。用四個(ge)細胞PTFE機器螺釘

　　500ml將電(dian)(dian)解質裝入批(pi)量電(dian)(dian)池(chi)中。電(dian)(dian)化學電(dian)(dian)位由直流電(dian)(dian)源供電(dian)(dian)。允許正(zheng)常吸(xi)附、電(dian)(dian)吸(xi)附和(he)電(dian)(dian)極吸(xi)附。同時，用100-1000移液管取1000ml樣品。所有(you)樣品根據USEPA方法200.保(bao)存(cun)51，稀釋1毫(hao)升.5莫爾-1 HNO。

　　通(tong)(tong)過石墨爐原子(zi)吸收光(guang)譜法(GFAAS)和Perkin Elmer 4100 ZL金屬(shu)分(fen)析塞曼原子(zi)吸收光(guang)譜儀(yi)。GFAA通(tong)(tong)過定(ding)期分(fen)析標準(zhun)(zhun)，參考(kao)(kao)物質(zhi)1640的(de)準(zhun)(zhun)確性(NIST)監測該標準(zhun)(zhun)的(de)參考(kao)(kao)材料含砷(shen)為26.71±0.42μg·L -1。在對一系列(lie)實驗樣品(pin)的(de)典(dian)型分(fen)析中，每5個(ge)樣品(pin)進行分(fen)析NIST標準(zhun)(zhun)。作為典(dian)型精度(du)的(de)例子(zi)，一次分(fen)析結果NIST 1640砷(shen)濃度(du)為25.9μg·L -1.基于14次重復(fu)分(fen)析，標準(zhun)(zhun)偏(pian)差為1.7%; 這些(xie)結果是本(ben)文所有分(fen)析的(de)典(dian)型結果。

　　為了(le)更好地(di)研(yan)究活(huo)性(xing)炭表(biao)面的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)/電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)，活(huo)性(xing)炭是(shi)一種相對無效的(de)(de)正常(chang)無輔助吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑(ji)，含水量為0.15-0.30 g·L -用于含有的(de)(de)無機砷Ca的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)解質。100μg·L -1砷(pH 4.5)。陽極(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)學(xue)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)在活(huo)性(xing)炭上的(de)(de)應用導致電(dian)(dian)(dian)(dian)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)增強的(de)(de)吸(xi)(xi)收(shou)，伴隨著電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)表(biao)面陰離(li)子豐富的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)學(xue)雙層帶電(dian)(dian)(dian)(dian)。還證實了(le)在施1.50V陰極(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)勢(shi)可接(jie)近100%再(zai)生吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑(ji)。

　　其它金(jin)屬離子的(de)(de)存在已被證明(ming)對活性(xing)炭上砷的(de)(de)電(dian)極吸附(fu)有顯著而復雜的(de)(de)影(ying)響，這(zhe)是(shi)正(zheng)常(chang)的(de)(de)、無輔助(zhu)的(de)(de)。鉻系統(tong)(tong)中的(de)(de)吸收(shou)機(ji)制已被證明(ming)是(shi)鉻濃度(du)，仍(reng)然是(shi)調查的(de)(de)主題。鉻的(de)(de)存在導(dao)致比含鎳系統(tong)(tong)更(geng)大的(de)(de)吸收(shou)  1.25V電(dian)吸附(fu)電(dian)位(wei)。然而，將陽(yang)極電(dian)位(wei)增加到  1.50V導(dao)致As-Ni比As-Cr更(geng)大的(de)(de)砷吸收(shou)系統(tong)(tong)。

　　已經(jing)表明Fe(III)其(qi)存(cun)在顯著增強了(le)活性(xing)炭上砷(shen)的電吸附。在研究(jiu)中(zhong)As-Cr，As-Fe，As-Ni體系中(zhong)，As-Fe該系統(tong)表現出*大的吸收砷(shen)，并在1.75V陰極電勢以*高效率再(zai)生。在鐵下電吸附中(zhong)觀察到的行為(wei)可能是正確(que)的ZVI修復技術的機(ji)理/應(ying)用影響很(hen)大。