重金屬中活(huo)性(xing)炭的電吸附(fu)

　　活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)在重金(jin)屬中的(de)(de)電(dian)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)在之前的(de)(de)介紹中有(you)很(hen)多關于使用(yong)活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)劑去除金(jin)屬和(he)金(jin)屬化合物的(de)(de)數據，但(dan)通常不(bu)低微克(ke)·L -1的(de)(de)水平。然而，在某些情況(kuang)下，通過施加電(dian)位控制的(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)/解吸(xi)(xi)(xi)或ES / ED(即(ji)電(dian)場內固體吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)劑上的(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)/解吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu))為了提高活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)容量(liang)，可以顯著提高活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)劑的(de)(de)有(you)效性(xing)(xing)，促進其后續再生。

　　負(fu)和中(zhong)性(xing)(xing)物質的(de)(de)吸附平衡取決于(yu)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)荷(he)(he)。表(biao)面(mian)負(fu)載的(de)(de)偏振依賴性(xing)(xing)與(yu)零電(dian)(dian)(dian)荷(he)(he)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)勢有關，即25E PZC，吸附溶液中(zhong)的(de)(de)特定濃度。中(zhong)性(xing)(xing)物質在(zai)E PZC隨著(zhu)表(biao)面(mian)變得陰極(ji)(ji)或陽(yang)極(ji)(ji)，正負(fu)電(dian)(dian)(dian)物質的(de)(de)負(fu)荷(he)(he)分(fen)別增加。非極(ji)(ji)化電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)很(hen)容易理解(jie)這些相互作用。然而，由(you)于(yu)其表(biao)面(mian)官能團、異構(gou)大力表(biao)面(mian)和粒子之間(jian)的(de)(de)復(fu)雜電(dian)(dian)(dian)位分(fen)布，它們并不直接(jie)適用于(yu)活性(xing)(xing)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)電化(hua)學(xue)再(zai)生(sheng)，發(fa)現再(zai)生(sheng)效(xiao)率高(gao)達85%。還觀察(cha)到(dao)，陰極比陽極再(zai)生(sheng)約(yue)20%的(de)(de)苯酚(fen)好(hao)。假NaCl電解質(zhi))到(dao)CO 電化(hua)學(xue)氧化(hua)與水(shui)。由于鈉(na)陽離子遷移到(dao)陰極，有兩種方法可以幫助(zhu)苯酚(fen)解吸(xi)：苯酚(fen)鈉(na)的(de)(de)形成，它不能很好(hao)地吸(xi)附在碳表面； 并在陰極附近增加局部pH這也降低了活性炭(tan)吸(xi)附劑對苯酚(fen)的(de)(de)吸(xi)附能力。由于濃度極化(hua)效(xiao)應的(de)(de)降低和(he)外部傳(chuan)質(zhi)的(de)(de)改善，發(fa)現溶液的(de)(de)混合也改善了電極吸(xi)收。

　　現在我們開始研究活(huo)(huo)性炭(tan)的(de)(de)電(dian)吸附選擇。本研究的(de)(de)吸附劑(ji)是蒸汽(qi)活(huo)(huo)化褐(he)煤(mei)生產的(de)(de)酸洗顆粒(li)活(huo)(huo)性炭(tan)。比表面積(ji)(ji)、總細孔(kong)體積(ji)(ji)、平(ping)均粒(li)徑和(he)pH PZC這(zhe)種吸附劑(ji)是650米(mi)(mi)2 ·克-1，0.95毫升·克-1，分別為1.3毫米(mi)(mi)，6.3毫米(mi)(mi)。20多年來，金(jin)豐活(huo)(huo)性炭(tan)一直(zhi)被(bei)用(yong)作水溶液系統中重金(jin)屬等物質的(de)(de)吸附劑(ji)。

　　研究步驟(zou):500毫升5000ml分批(pi)實驗(yan) mg·L -1 NaCl支(zhi)持電解質(zhi)(zhi)。用(yong)(yong)原(yuan)子吸收(shou)標準(zhun)(zhun)制(zhi)備(bei)所需濃度的砷和(he)鉻電解質(zhi)(zhi)。使(shi)用(yong)(yong)As 2 O 3和(he)(NH 4)2 Cr 2 O 制(zhi)備(bei)砷和(he)鉻標準(zhun)(zhun)物， 分別。使(shi)用(yong)(yong)氯化(hua)鎳(nie)(II)和(he)硝(xiao)酸鐵(III)制(zhi)備(bei)含有Ni(II)和(he)Fe(III)工作(zuo)電解質(zhi)(zhi)。用(yong)(yong)于制(zhi)備(bei)標準(zhun)(zhun)產品。所有實驗(yan)設備(bei)均采用(yong)(yong)A級容(rong)量玻(bo)璃器皿制(zhi)備(bei)，定量清洗采用(yong)(yong)標準(zhun)(zhun)實驗(yan)室(shi)程序(xu)。用(yong)(yong)移液管分配原(yuan)子吸收(shou)標準(zhun)(zhun)液，制(zhi)備(bei)工作(zuo)電解液時。

　　圖顯示了(le)分批(pi)電池用于實驗的示意圖。它由兩個(ge)(ge)(ge)相同的鉑網集電器(基于99.9%的金屬，100×100目(mu)，0.0762mm直徑(jing)導線)和(he)Pt導線(基于99.95%的金屬，0.025mm直徑(jing))編織到網電連接； 三個(ge)(ge)(ge)PVC墊圈(quan)(9/16.25”外(wai)(wai)徑(jing)，0.0625厚度)；兩個(ge)(ge)(ge)聚丙烯網狀板(121×121目(mu)，1.25”外(wai)(wai)徑(jing)); 兩個(ge)(ge)(ge)橡(xiang)膠(jiao)墊圈(quan)(9/16內徑(jing)，1.25”外(wai)(wai)徑(jing)，0.0625“厚度)，活性(xing)炭吸(xi)附劑顆粒作(zuo)為(wei)單層填充到*下(xia)面(mian)(mian)的鉑網上，在*下(xia)面(mian)(mian)的墊圈(quan)的中(zhong)心腔(qiang)內。用四(si)個(ge)(ge)(ge)細胞(bao)PTFE機器螺釘

　　500ml將電(dian)解質裝入批(pi)量電(dian)池中。電(dian)化(hua)學電(dian)位由直流電(dian)源供電(dian)。允許正常吸(xi)附(fu)、電(dian)吸(xi)附(fu)和(he)電(dian)極吸(xi)附(fu)。同(tong)時(shi)，用100-1000移液管取(qu)1000ml樣品(pin)(pin)。所有樣品(pin)(pin)根據USEPA方法200.保存51，稀釋1毫升(sheng).5莫(mo)爾-1 HNO。

　　通過(guo)石(shi)墨爐原子(zi)吸收光譜(pu)法(fa)(GFAAS)和Perkin Elmer 4100 ZL金屬分析(xi)(xi)(xi)(xi)塞曼原子(zi)吸收光譜(pu)儀。GFAA通過(guo)定期分析(xi)(xi)(xi)(xi)標準(zhun)，參(can)考物質1640的(de)(de)準(zhun)確性(NIST)監測該標準(zhun)的(de)(de)參(can)考材料含砷為(wei)26.71±0.42μg·L -1。在對一(yi)系(xi)列實(shi)驗樣品的(de)(de)典型分析(xi)(xi)(xi)(xi)中，每5個樣品進行分析(xi)(xi)(xi)(xi)NIST標準(zhun)。作為(wei)典型精度(du)(du)的(de)(de)例子(zi)，一(yi)次分析(xi)(xi)(xi)(xi)結果(guo)NIST 1640砷濃度(du)(du)為(wei)25.9μg·L -1.基(ji)于14次重復(fu)分析(xi)(xi)(xi)(xi)，標準(zhun)偏差為(wei)1.7%; 這些結果(guo)是本文(wen)所有分析(xi)(xi)(xi)(xi)的(de)(de)典型結果(guo)。

　　為(wei)(wei)了(le)更好地研究(jiu)活(huo)性(xing)炭表面的(de)電(dian)吸附/電(dian)極(ji)吸附，活(huo)性(xing)炭是一種相(xiang)對(dui)無效(xiao)的(de)正常無輔助吸附劑，含水量為(wei)(wei)0.15-0.30 g·L -用(yong)于含有(you)的(de)無機砷Ca的(de)電(dian)解質(zhi)。100μg·L -1砷(pH 4.5)。陽極(ji)電(dian)化學電(dian)位在活(huo)性(xing)炭上的(de)應用(yong)導致電(dian)吸附增強(qiang)的(de)吸收，伴隨著電(dian)極(ji)表面陰離(li)子豐富的(de)電(dian)化學雙層帶電(dian)。還證(zheng)實了(le)在施(shi)1.50V陰極(ji)電(dian)勢可接近(jin)100%再生吸附劑。

　　其(qi)它金屬離子的(de)(de)存在(zai)已(yi)被(bei)證明(ming)對活(huo)性(xing)炭上砷的(de)(de)電(dian)極(ji)吸(xi)(xi)附(fu)有顯著而復雜的(de)(de)影響，這是正常的(de)(de)、無(wu)輔(fu)助的(de)(de)。鉻(ge)系(xi)統(tong)中的(de)(de)吸(xi)(xi)收機制已(yi)被(bei)證明(ming)是鉻(ge)濃(nong)度，仍然(ran)是調查的(de)(de)主題。鉻(ge)的(de)(de)存在(zai)導致比(bi)含鎳系(xi)統(tong)更(geng)大(da)的(de)(de)吸(xi)(xi)收  1.25V電(dian)吸(xi)(xi)附(fu)電(dian)位。然(ran)而，將陽極(ji)電(dian)位增加(jia)到  1.50V導致As-Ni比(bi)As-Cr更(geng)大(da)的(de)(de)砷吸(xi)(xi)收系(xi)統(tong)。

　　已經表明Fe(III)其存在顯著增強了活性炭上砷的(de)(de)電(dian)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(de)(de)吸收砷，并在1.75V陰極電(dian)勢以*高(gao)效率再生。在鐵下電(dian)吸附中(zhong)觀察到的(de)(de)行為可能是(shi)正確的(de)(de)ZVI修復技術的(de)(de)機理/應(ying)用影響很大。