活性炭吸附回收氯化鈀離子

　　本期介紹(shao)了活性(xing)(xing)炭(tan)上(shang)氯(lv)(lv)化鈀(ba)(ba)復合離子(zi)的吸(xi)附過程。隨(sui)著溫度(du)的升高，發現活性(xing)(xing)炭(tan)可以(yi)增強吸(xi)附效果。結(jie)果表(biao)明，鈀(ba)(ba)復合物可以(yi)與存在于活性(xing)(xing)炭(tan)表(biao)面(mian)的官能團(tuan)發生(sheng)反應。推平(ping)衡常數(shu)、熱(re)量和(he)吸(xi)附熵等(deng)熱(re)力學(xue)參數(shu)。活性(xing)(xing)炭(tan)吸(xi)附氯(lv)(lv)化鈀(ba)(ba)(II)二(er)氯(lv)(lv)氧化鈀(ba)(ba)或二(er)氯(lv)(lv)化鈀(ba)(ba)在活性(xing)(xing)炭(tan)表(biao)面(mian)形成。

　　經過(guo)大(da)量的(de)(de)(de)實例(li)測試，活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭可(ke)以從水(shui)(shui)溶(rong)液(ye)(ye)中(zhong)(zhong)(zhong)吸收(shou)重(zhong)金屬(shu)。例(li)如，從廢(fei)水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)(zhong)吸附活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭去除鎘(II)，汞(II)，和鉛(II)可(ke)以給離子(zi)。然而，即使溶(rong)液(ye)(ye)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)濃度很(hen)低，鉑、鈀、金等貴金屬(shu)也(ye)可(ke)以這樣提取。因此，這些金屬(shu)可(ke)以從通常在(zai)再循環過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)產生的(de)(de)(de)稀(xi)釋水(shui)(shui)溶(rong)液(ye)(ye)中(zhong)(zhong)(zhong)回收(shou)。活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭吸附過(guo)程(cheng)的(de)(de)(de)機理取決于溶(rong)液(ye)(ye)等初(chu)始條(tiao)(tiao)件pH，金屬(shu)離子(zi)的(de)(de)(de)溫度和吸附形(xing)式(shi)。例(li)如，在(zai)氰化物溶(rong)液(ye)(ye)中(zhong)(zhong)(zhong)，鈀有(you)2 它非常穩定(ding)，很(hen)容易被活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭吸附。很(hen)明顯，與氰化物配(pei)合(he)物相比，Pd(II)氯化物配(pei)合(he)物的(de)(de)(de)穩定(ding)性(xing)(xing)(xing)較差。幾份報(bao)告顯示，鈀在(zai)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭吸附過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)(II)還(huan)原(yuan)成(cheng)金屬(shu)形(xing)式(shi)。因此，我們研究了恢復反應的(de)(de)(de)可(ke)能條(tiao)(tiao)件。本(ben)工作的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)是研究和描述使用活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭吸附作為(wei)吸附劑Pd(II)離子(zi)回收(shou)條(tiao)(tiao)件，找出這種活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭是否也(ye)是Pd(II)復合(he)還(huan)原(yuan)劑。

　　還應(ying)該(gai)提到的(de)(de)是，活性(xing)(xing)炭比離(li)子(zi)交換(huan)劑便宜(yi)得多(duo)，因為這(zhe)個事實，它(ta)可(ke)能(neng)(neng)對(dui)回收過程更有(you)(you)吸(xi)引力。溫(wen)度和(he)鈀(II)初(chu)始濃(nong)度的(de)(de)影響。為此，利用我們(men)新開(kai)發的(de)(de)活性(xing)(xing)炭，這(zhe)種活性(xing)(xing)炭可(ke)以形(xing)式，使其(qi)更容易從溶液中分(fen)離(li)出來。這(zhe)種活性(xing)(xing)炭通常由(you)椰子(zi)殼制(zhi)成。此外，顆粒具(ju)有(you)(you)較高的(de)(de)機械強度和(he)較大的(de)(de)表(biao)面積。*后(hou)，由(you)于制(zhi)造過程中的(de)(de)化(hua)學處理(li)（蒸汽和(he)正磷(lin)酸活化(hua)），該(gai)活性(xing)(xing)炭具(ju)有(you)(you)明顯(xian)的(de)(de)官(guan)能(neng)(neng)團表(biao)面濃(nong)度（約18m mol·g-一、能(neng)(neng)起到還原劑或離(li)子(zi)的(de)(de)作用。

　　氯化(hua)鈀復合(he)離子初始濃度對活性炭吸附的影響。試(shi)驗條件：pH1，Cl-=0.1mol·kg-1。

　　鈀初始濃度對活性炭(tan)吸附(fu)的影響

　　活性炭的(de)(de)吸附能力(li)與其表(biao)(biao)(biao)面(mian)及其孔隙(xi)率有關(guan)。其次，研(yan)究(jiu)了氯化(hua)鈀離子初始濃(nong)度(du)(du)對活(huo)性炭添加后溶(rong)液(ye)(ye)中平衡濃(nong)度(du)(du)的(de)(de)影響。根(gen)據(ju)Lambert-Beer在這些波長下，溶(rong)液(ye)(ye)吸光度(du)(du)的(de)(de)降(jiang)低(di)和溶(rong)液(ye)(ye)中的(de)(de)定律Pd(II)濃(nong)度(du)(du)降(jiang)低(di)成(cheng)正比。假設這種減少對應(ying)于活(huo)性炭表(biao)(biao)(biao)面(mian)吸附的(de)(de)鈀的(de)(de)量(liang)。根(gen)據(ju)計算的(de)(de)Pd(II)濃(nong)度(du)(du)隨時間(jian)變化(hua)，導(dao)致沉積過(guo)程中的(de)(de)動力(li)曲線(xian)。注冊(ce)動力(li)學曲線(xian)，[PdCl 4 圖1顯(xian)示(shi)兩對時間(jian)。溶(rong)液(ye)(ye)中可以觀察(cha)到PdCl 4 2-濃(nong)度(du)(du)接近恒定值，不等于零。在這種情(qing)況下，這種觀察(cha)是*重(zhong)要(yao)的(de)(de)，因為它表(biao)(biao)(biao)明間(jian)的(de)(de)氯化(hua)鈀(II)絡合物的(de)(de)平衡分布。該平衡存在于系統(tong)中，可以提供吸附過(guo)程中的(de)(de)熱力(li)學信息。

　　吸附鈀(II)活性(xing)炭光譜前后，[PdCl 4 2-]0=5×10-4mol·kg-1，[C]=1.67g·dm-3，pH1，T=60℃。

　　X射光電(dian)子能譜分析研究

　　材料在吸附過(guo)程前后的完整性XPS光譜如圖2所示。考(kao)慮到觀察到的溶液Pd(II)估計鈀負荷等于0.7%(m/m)。從鈀峰(feng)可以看出。對這(zhe)一峰(feng)值進行(xing)更(geng)深入(ru)的分析，可以為我(wo)們(men)提供鈀電子結構的信(xin)息。

　　(A)活性炭的SEM分(fen)析(xi)，(B)選擇區(qu)域放大率，(C和D)吸附氯化(hua)鈀(II)復合離(li)子(zi)后EDS截面分(fen)析(xi)。

　　用(yong)掃描(miao)顯(xian)微鏡分(fen)(fen)析樣品。吸附(fu)試驗后(hou)的(de)活性炭樣品為(wei)60℃干(gan)燥。然(ran)后(hou)將顆粒分(fen)(fen)成兩部分(fen)(fen)，用(yong)砂(sha)紙(zhi)(造粒1000)拋光獲得(de)的(de)表面，直(zhi)到表面平整。EDS分(fen)(fen)析。加速電壓等于20kV。獲得(de)的(de)結果(guo)如圖(tu)3所示。

　　活性炭解吸(xi)過程的效率。

　　鈀在活性炭表面剝離

　　當活(huo)性(xing)炭表(biao)(biao)面(mian)有(you)二氯(lv)化鈀(ba)時，應(ying)按方(fang)程(cheng)解(jie)吸(xi)。因(yin)此(ci)，解(jie)吸(xi)試(shi)驗(yan)在室溫(20℃)使(shi)用100cm3鹽(yan)酸(suan)(suan)(濃度為1mol·kg-1)或100cm3的(de)(de)(de)(de)(de)高氯(lv)酸(suan)(suan)鹽(yan)(濃度1mol.kg-1)。必(bi)須提(ti)到(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)是，吸(xi)附實驗(yan)正在進行中(zhong)pH等于1下(xia)，汽(qi)提(ti)過(guo)程(cheng)在pH等于0下(xia)。由鈀(ba)(II)負荷(he)活(huo)性(xing)炭樣(yang)品取(qu)自以(yi)往的(de)(de)(de)(de)(de)吸(xi)附試(shi)驗(yan)。預(yu)加(jia)載的(de)(de)(de)(de)(de)活(huo)性(xing)炭通(tong)過(guo)過(guo)濾與(yu)溶(rong)液(ye)(ye)分離，然后在60℃下(xia)干(gan)(gan)燥。然后將干(gan)(gan)燥的(de)(de)(de)(de)(de)預(yu)加(jia)載活(huo)性(xing)炭與(yu)鹽(yan)酸(suan)(suan)溶(rong)液(ye)(ye)混合。大約(yue)10個月的(de)(de)(de)(de)(de)解(jie)吸(xi)試(shi)驗(yan)。前兩天(tian)，我在溶(rong)液(ye)(ye)中(zhong)觀察(cha)到(dao)鈀(ba)(II)濃度的(de)(de)(de)(de)(de)快(kuai)速增加(jia)*終(zhong)在12天(tian)后獲得(de)恒定值(zhi)。這(zhe)些結果(guo)如圖4所示作為黑色方(fang)塊。樣(yang)品在接下(xia)來的(de)(de)(de)(de)(de)10個月里留(liu)在溶(rong)液(ye)(ye)中(zhong)，以(yi)確保這(zhe)確實是*終(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)平(ping)衡(heng)。此(ci)時后獲得(de)的(de)(de)(de)(de)(de)值(zhi)顯示為紅點。過(guo)量的(de)(de)(de)(de)(de)鹽(yan)酸(suan)(suan)是顯而(er)易(yi)見的(de)(de)(de)(de)(de)，它(ta)應(ying)該(gai)足以(yi)溶(rong)解(jie)二氯(lv)化鈀(ba)。結果(guo)表(biao)(biao)明(ming)，平(ping)衡(heng)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)不(bu)受時間的(de)(de)(de)(de)(de)影響，表(biao)(biao)明(ming)觀察(cha)到(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)是*終(zhong)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)。實驗(yan)期間似乎只(zhi)有(you)約(yue)50-65%的(de)(de)(de)(de)(de)鈀(ba)(II)活(huo)性(xing)炭表(biao)(biao)面(mian)可以(yi)洗脫(tuo)物質(zhi)。如上所述，施用過(guo)量鹽(yan)酸(suan)(suan)。因(yin)此(ci)，一方(fang)面(mian)，不(bu)完(wan)全洗脫(tuo)是可以(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)Pd2 OCl2的(de)(de)(de)(de)(de)形成解(jie)釋(shi)或活(huo)性(xing)炭表(biao)(biao)面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)另(ling)一種鈀(ba)(II)化合物。另(ling)一方(fang)面(mian)，它(ta)可能只(zhi)與(yu)不(bu)同于初(chu)始狀(zhuang)(zhuang)態(tai)的(de)(de)(de)(de)(de)新平(ping)衡(heng)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)有(you)關。用于**次解(jie)吸(xi)試(shi)驗(yan)的(de)(de)(de)(de)(de)活(huo)性(xing)炭進行簡單(dan)的(de)(de)(de)(de)(de)第二次解(jie)吸(xi)試(shi)驗(yan)。實驗(yan)條件和程(cheng)序與(yu)**次解(jie)吸(xi)試(shi)驗(yan)相同。觀察(cha)到(dao)鈀(ba)(II)洗脫(tuo)又發生(sheng)了。*初(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)24小時后，剩余鈀(ba)高達17%(II)2個月后，總解(jie)吸(xi)效率達到(dao)98.4%的(de)(de)(de)(de)(de)水平(ping)。

　　結(jie)果(guo)表明，氯(lv)化(hua)鈀被活性炭(tan)(tan)(tan)化(hua)學吸(xi)附(II)二(er)(er)氯(lv)化(hua)二(er)(er)鈀或二(er)(er)氯(lv)化(hua)鈀在(zai)活性炭(tan)(tan)(tan)表面形(xing)成(cheng)，活性炭(tan)(tan)(tan)表面無金屬鈀。活性炭(tan)(tan)(tan)的容量取決(jue)于(yu)取決(jue)于(yu)實驗(yan)條件℃溫(wen)度(du)(du)(du)可達42mg·g-1的水平。在(zai)60℃在(zai)溫(wen)度(du)(du)(du)下(xia)，負載隨溫(wen)度(du)(du)(du)升高(gao)至67mg·g-而(er)略有增加(jia)。鈀的吸(xi)附過程應(ying)在(zai)盡可能低的溫(wen)度(du)(du)(du)下(xia)進行。