活性炭納米材料去除砷酸鹽

　　與傳統活(huo)性(xing)炭(tan)相(xiang)比(bi)(bi)，活(huo)性(xing)炭(tan)納米(mi)(mi)材(cai)料具(ju)有較高(gao)的表(biao)面(mian)體積比(bi)(bi)，吸引(yin)了環境污(wu)染(ran)物(wu)和(he)有害金(jin)屬(shu)的注意。但(dan)由于酸(suan)性(xing)表(biao)面(mian)官能團，碳納米(mi)(mi)管和(he)石(shi)墨烯對從水(shui)中去(qu)除氧代陰離子無(wu)效。在這里，我們展示了去(qu)離子水(shui)溶液中對砷(shen)酸(suan)鹽和(he)硒酸(suan)鹽的良好(hao)吸附。納米(mi)(mi)活(huo)性(xing)炭(tan)的關鍵特點是去(qu)除金(jin)屬(shu)氧化物(wu)納米(mi)(mi)顆(ke)粒(li)的微孔(kong)和(he)堿(jian)性(xing)表(biao)面(mian)基團的存在。與商業活(huo)性(xing)炭(tan)相(xiang)比(bi)(bi)，納米(mi)(mi)活(huo)性(xing)炭(tan)在運河和(he)井水(shui)中具(ju)有優異的砷(shen)酸(suan)鹽去(qu)除和(he)微堿(jian)性(xing)pH。

　　隨著活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)納(na)米(mi)(mi)技術的(de)(de)發展(zhan)，人(ren)們一直在開發利用這些納(na)米(mi)(mi)活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)材料進行水處理的(de)(de)高表面體積比。*近(jin)證明了活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)和石墨烯基吸(xi)附劑用于去除汞、砷、鉻(ge)和硒等金(jin)屬的(de)(de)吸(xi)附作用。與碳納(na)米(mi)(mi)管和石墨烯不同(tong)，活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)納(na)米(mi)(mi)結(jie)構(gou)具有良好的(de)(de)生物相容性。因此，納(na)米(mi)(mi)活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)可能是環境修復應用的(de)(de)有希望材料，如(ru)從水中去除有害金(jin)屬。

　　球形納米活性炭材料

　　在前溶液(ye)中(zhong)加(jia)入金屬鹽，加(jia)熱分解，形(xing)成金屬氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)納米(mi)顆(ke)粒，作為碳水化(hua)(hua)(hua)合(he)物(wu)源碳化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)成核點。合(he)成蝕刻(ke)去除金屬氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)納米(mi)顆(ke)粒，留下高(gao)多孔(kong)(kong)活性(xing)炭(圖1A)。活性(xing)炭中(zhong)金屬氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)納米(mi)顆(ke)粒的(de)(de)尺寸(cun)可(ke)以通過調(diao)整前體的(de)(de)比例來控制，從而控制孔(kong)(kong)徑。因(yin)此，該合(he)成方法(fa)可(ke)用(yong)于吸附金，活性(xing)炭材料的(de)(de)起源和物(wu)理化(hua)(hua)(hua)學性(xing)質（如表面積、微孔(kong)(kong)）差異很大，隔離沉積物(wu)PBDEs對效果了解較少。

　　根據不同(tong)的(de)(de)原料(liao)、燃燒(shao)(shao)方法和廣泛的(de)(de)可用(yong)(yong)性(xing)和應(ying)用(yong)(yong)，選擇活性(xing)炭(tan)(tan)、木炭(tan)(tan)和生(sheng)物炭(tan)(tan)三種不同(tong)的(de)(de)材料(liao)。活性(xing)炭(tan)(tan)。木炭(tan)(tan)來(lai)源于4000木質素材料(liao)°C下(xia)的(de)(de)燃燒(shao)(shao)。原料(liao)為4000生(sheng)物炭(tan)(tan)樣品℃由不完全燃燒(shao)(shao)引起(qi)的(de)(de)。將所有活性(xing)炭(tan)(tan)材料(liao)研磨(mo)成100目(0.149mm使用(yong)(yong)前(qian)在室溫下(xia)儲存孔徑)。以上分析了活性(xing)炭(tan)(tan)材料(liao)OC含量。使用(yong)(yong)表面積分析儀BET氮等(deng)溫線測定比表面積(SSA)和微孔率。活性(xing)炭(tan)(tan)、生(sheng)物炭(tan)(tan)、木炭(tan)(tan)。

　　為了比較(jiao)活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)材料降低沉(chen)積物(wu)中(zhong)不含多(duo)溴二苯醚(mi)的(de)C的(de)有效(xiao)性(xing)(xing)(xing)，在(zai)用(yong)于纖(xian)維(wei)(wei)暴(bao)露之(zhi)前(qian)，用(yong)活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)，木炭(tan)(tan)(tan)或生(sheng)物(wu)炭(tan)(tan)(tan)對JL和(he)(he)SD修正了沉(chen)積物(wu)。在(zai)沉(chen)淀物(wu)中(zhong)加入1000μg/ kg每種多(duo)溴二苯醚(mi)同源(yuan)物(wu)，如上(shang)述(shu)平衡7天，然后(hou)在(zai)0(未修正對照)，0.5，1.0，1.5，3.0和(he)(he)6.與活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)、木炭(tan)(tan)(tan)或生(sheng)物(wu)炭(tan)(tan)(tan)混合。基于沉(chen)積物(wu)干重(zhong)的(de)%。120年活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)修正沉(chen)積物(wu)rpm產(chan)生(sheng)下混合7天PBDE污染(ran)沉(chen)積物(wu)樣品。等(deng)份的(de)修正沉(chen)淀物(wu)(1).0g，干重(zhong))，一片(pian)1cm PDMS纖(xian)維(wei)(wei)和(he)(he)1.5mL水置于20mL用(yong)玻璃(li)瓶測量(liang)C 自(zi)由度如上(shang)所述(shu)PBDEs。7天后(hou)，回收PDMS纖(xian)維(wei)(wei)，提取(qu)和(he)(he)分析。

　　活(huo)性炭(tan)沉(chen)積在混(hun)合條(tiao)件下(xia)PDMS纖維吸收動力學。

　　多(duo)溴聯(lian)苯(ben)醚中活性炭類型的差異

　　通過(guo)活(huo)(huo)(huo)性炭吸附或隔離(li)平(ping)(ping)衡PBDEs反(fan)映了它們PDMS纖維(C PDMS)檢(jian)測到(dao)(dao)的(de)(de)(de)(de)水(shui)平(ping)(ping)變(bian)化。在JL在沉積(ji)(ji)物(wu)中(zhong)，隨著活(huo)(huo)(huo)性炭的(de)(de)(de)(de)修(xiu)正，C PDMS顯(xian)著下降(jiang)，并且(qie)活(huo)(huo)(huo)性炭的(de)(de)(de)(de)類型之間的(de)(de)(de)(de)減(jian)少不(bu)同(tong)(tong)(圖2)。例(li)如，當生(sheng)物(wu)炭用于0時(shi)(shi).5%修(xiu)正JL沉積(ji)(ji)物(wu)時(shi)(shi)，C PDMS30水(shui)平(ping)(ping)降(jiang)低(di)到(dao)(dao)未沉降(jiang)沉積(ji)(ji)物(wu)中(zhong).0-67.8%。木炭(29.7-63.5%的(de)(de)(de)(de)效果與(yu)生(sheng)物(wu)炭相(xiang)似(圖2)。相(xiang)比之下，活(huo)(huo)(huo)性炭修(xiu)正沉積(ji)(ji)物(wu)C PDMS下降(jiang)幅度較(jiao)大(圖2)。例(li)如，在0中(zhong).5%活(huo)(huo)(huo)性炭的(de)(de)(de)(de)JL對(dui)于不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)同(tong)(tong)源物(wu)，C PDMS降(jiang)至(zhi)未改進處理水(shui)平(ping)(ping)1.8-8.1%。平(ping)(ping)均而言，添加(jia)1.0%的(de)(de)(de)(de)活(huo)(huo)(huo)性炭導致(zhi)所選(xuan)活(huo)(huo)(huo)性炭BDE同(tong)(tong)系物(wu)的(de)(de)(de)(de)C PDMS將(jiang)1降(jiang)低(di)到(dao)(dao)對(dui)照(zhao)水(shui)平(ping)(ping).7-5.9%表(biao)明活(huo)(huo)(huo)性炭在沉積(ji)(ji)物(wu)中(zhong)螯合PBDEs能力(li)遠高于其(qi)他黑碳材料。

　　沉積在水中PDMS纖維上的BDE 47(A)，85(B)，99(C)，100(D)，153(E)和(he)154(F)不同類型活性炭(tan)的濃度隔(ge)離效(xiao)果。

　　本研究開發了一(yi)種測量(liang)沉積物中(zhong)不(bu)(bu)含(han)多(duo)溴(xiu)二苯(ben)(ben)醚的方(fang)法C，該方(fang)法進一(yi)步(bu)用(yong)于(yu)比較不(bu)(bu)同的活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)材料(liao)C free密封多(duo)溴(xiu)聯苯(ben)(ben)醚的效(xiao)率。研究結果表明，雖然不(bu)(bu)含(han)多(duo)溴(xiu)二苯(ben)(ben)醚的C通過活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)修(xiu)(xiu)正減少(shao)，但不(bu)(bu)同類型的活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)之(zhi)間(jian)存(cun)在很(hen)大(da)差(cha)異，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)比生(sheng)物炭(tan)(tan)(tan)或(huo)木炭(tan)(tan)(tan)更(geng)有效(xiao)。此外，由(you)于(yu)微(wei)孔分布不(bu)(bu)同，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)優先隔離(li)低溴(xiu)化(hua)(hua)溴(xiu)化(hua)(hua)BDE，生(sheng)物炭(tan)(tan)(tan)或(huo)木炭(tan)(tan)(tan)表現出高溴(xiu)化(hua)(hua)溴(xiu)化(hua)(hua)二苯(ben)(ben)醚的選(xuan)擇性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)吸(xi)附。減少(shao)C.同一(yi)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)修(xiu)(xiu)正案的沉積物之(zhi)間(jian)的免費差(cha)異很(hen)大(da)，而(er)(er)且(qie)更(geng)高OC含(han)量(liang)似(si)乎抑(yi)制了炭(tan)(tan)(tan)黑的作(zuo)用(yong)。另(ling)一(yi)方(fang)面(mian)，由(you)于(yu)天然有機物或(huo)膠體可(ke)能競(jing)爭吸(xi)附位點或(huo)阻塞微(wei)孔，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)的隔離(li)能力可(ke)能會(hui)因(yin)老(lao)化(hua)(hua)效(xiao)應(ying)而(er)(er)發生(sheng)變化(hua)(hua)。因(yin)此，在應(ying)用(yong)于(yu)污染沉積物原位修(xiu)(xiu)復之(zhi)前，需要進一(yi)步(bu)了解(jie)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)多(duo)溴(xiu)二苯(ben)(ben)醚等(deng)老(lao)化(hua)(hua)情況HOCs對活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)類型的隔離(li)和依(yi)賴(lai)。