重(zhong)金屬中活性炭的電吸附

　　活性(xing)炭(tan)在(zai)重金(jin)屬中的電吸(xi)附(fu)在(zai)之前的介紹中有很(hen)多關于使(shi)用活性(xing)炭(tan)吸(xi)附(fu)劑(ji)去除金(jin)屬和金(jin)屬化合物(wu)的數(shu)據，但通(tong)常不低(di)微(wei)克·L -1的水(shui)平。然而，在(zai)某些情況下，通(tong)過施加(jia)電位控制(zhi)的吸(xi)附(fu)/解吸(xi)或ES / ED(即電場內固(gu)體(ti)吸(xi)附(fu)劑(ji)上的吸(xi)附(fu)/解吸(xi)附(fu))為(wei)了提(ti)高活性(xing)炭(tan)的容(rong)量，可以(yi)顯著提(ti)高活性(xing)炭(tan)吸(xi)附(fu)劑(ji)的有效(xiao)性(xing)，促進其后續再生。

　　負(fu)和中(zhong)性(xing)物質的吸(xi)附平衡取決于(yu)電極電荷(he)。表(biao)面負(fu)載的偏振(zhen)依賴性(xing)與零(ling)電荷(he)的電勢(shi)有關，即25E PZC，吸(xi)附溶液中(zhong)的特定(ding)濃度。中(zhong)性(xing)物質在(zai)E PZC隨(sui)著表(biao)面變得陰極或陽(yang)極，正(zheng)負(fu)電物質的負(fu)荷(he)分(fen)(fen)別增加(jia)。非極化(hua)電極很(hen)容易理解這些相互(hu)作用。然而，由于(yu)其表(biao)面官(guan)能(neng)團(tuan)、異構大力表(biao)面和粒子之間的復雜電位分(fen)(fen)布(bu)，它們并不直接適用于(yu)活性(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)電(dian)化(hua)學再生，發(fa)現再生效率(lv)高達85%。還觀察到(dao)，陰(yin)極(ji)(ji)比陽(yang)極(ji)(ji)再生約20%的(de)苯酚(fen)好(hao)。假NaCl電(dian)解質)到(dao)CO 電(dian)化(hua)學氧化(hua)與(yu)水(shui)。由于(yu)鈉(na)陽(yang)離(li)子遷移到(dao)陰(yin)極(ji)(ji)，有兩(liang)種(zhong)方法(fa)可以幫助苯酚(fen)解吸(xi)(xi)：苯酚(fen)鈉(na)的(de)形成，它不能很好(hao)地(di)吸(xi)(xi)附在碳表面； 并(bing)在陰(yin)極(ji)(ji)附近(jin)增(zeng)加局部(bu)pH這也(ye)降(jiang)低(di)了(le)活性炭吸(xi)(xi)附劑對苯酚(fen)的(de)吸(xi)(xi)附能力。由于(yu)濃(nong)度極(ji)(ji)化(hua)效應(ying)的(de)降(jiang)低(di)和外(wai)部(bu)傳質的(de)改善，發(fa)現溶(rong)液的(de)混合也(ye)改善了(le)電(dian)極(ji)(ji)吸(xi)(xi)收。

　　現在我們開(kai)始研究活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)的電吸(xi)(xi)附(fu)選擇。本研究的吸(xi)(xi)附(fu)劑(ji)是蒸汽活(huo)化褐煤生產(chan)的酸洗顆(ke)粒活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)。比表面積(ji)、總細孔體積(ji)、平(ping)均粒徑和pH PZC這種吸(xi)(xi)附(fu)劑(ji)是650米2 ·克(ke)-1，0.95毫(hao)升·克(ke)-1，分別為1.3毫(hao)米，6.3毫(hao)米。20多年來(lai)，金豐活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)一直(zhi)被用作水(shui)溶液(ye)系(xi)統(tong)中重金屬等物(wu)質(zhi)的吸(xi)(xi)附(fu)劑(ji)。

　　研究步驟:500毫(hao)升(sheng)5000ml分批實(shi)(shi)驗(yan) mg·L -1 NaCl支(zhi)持電(dian)解(jie)質。用(yong)原子吸收標(biao)(biao)準(zhun)制(zhi)備所(suo)需濃度的砷和鉻(ge)電(dian)解(jie)質。使用(yong)As 2 O 3和(NH 4)2 Cr 2 O 制(zhi)備砷和鉻(ge)標(biao)(biao)準(zhun)物(wu)， 分別。使用(yong)氯化鎳(II)和硝酸鐵(III)制(zhi)備含有Ni(II)和Fe(III)工作電(dian)解(jie)質。用(yong)于制(zhi)備標(biao)(biao)準(zhun)產品(pin)。所(suo)有實(shi)(shi)驗(yan)設備均采用(yong)A級容(rong)量玻璃器皿制(zhi)備，定(ding)量清洗采用(yong)標(biao)(biao)準(zhun)實(shi)(shi)驗(yan)室程序。用(yong)移液(ye)(ye)管分配(pei)原子吸收標(biao)(biao)準(zhun)液(ye)(ye)，制(zhi)備工作電(dian)解(jie)液(ye)(ye)時。

　　圖(tu)顯示了分(fen)批(pi)電池用(yong)于(yu)實驗的示意圖(tu)。它(ta)由兩個(ge)相同的鉑(bo)網集電器(qi)(基于(yu)99.9%的金(jin)屬，100×100目(mu)，0.0762mm直(zhi)徑導(dao)(dao)線(xian))和Pt導(dao)(dao)線(xian)(基于(yu)99.95%的金(jin)屬，0.025mm直(zhi)徑)編織到網電連接； 三個(ge)PVC墊(dian)(dian)圈(9/16.25”外(wai)徑，0.0625厚度(du))；兩個(ge)聚丙烯網狀板(121×121目(mu)，1.25”外(wai)徑); 兩個(ge)橡(xiang)膠(jiao)墊(dian)(dian)圈(9/16內徑，1.25”外(wai)徑，0.0625“厚度(du))，活(huo)性炭吸附劑(ji)顆粒作為單層填充到*下(xia)面(mian)的鉑(bo)網上，在*下(xia)面(mian)的墊(dian)(dian)圈的中心腔(qiang)內。用(yong)四個(ge)細(xi)胞PTFE機(ji)器(qi)螺釘(ding)

　　500ml將(jiang)電(dian)(dian)解質裝入(ru)批(pi)量電(dian)(dian)池(chi)中(zhong)。電(dian)(dian)化學電(dian)(dian)位由直流(liu)電(dian)(dian)源供電(dian)(dian)。允許正常吸附、電(dian)(dian)吸附和電(dian)(dian)極吸附。同時，用100-1000移液管取1000ml樣(yang)(yang)品。所有樣(yang)(yang)品根(gen)據USEPA方(fang)法200.保存51，稀釋1毫升.5莫爾(er)-1 HNO。

　　通過石墨(mo)爐原子(zi)吸收光譜法(GFAAS)和Perkin Elmer 4100 ZL金屬分(fen)析(xi)塞(sai)曼原子(zi)吸收光譜儀。GFAA通過定期(qi)分(fen)析(xi)標準(zhun)，參(can)(can)考(kao)物(wu)質1640的準(zhun)確性(NIST)監測該標準(zhun)的參(can)(can)考(kao)材料含砷為(wei)26.71±0.42μg·L -1。在對(dui)一系列實驗樣品的典(dian)(dian)型(xing)分(fen)析(xi)中，每5個樣品進(jin)行分(fen)析(xi)NIST標準(zhun)。作為(wei)典(dian)(dian)型(xing)精度的例子(zi)，一次分(fen)析(xi)結(jie)果(guo)NIST 1640砷濃度為(wei)25.9μg·L -1.基于14次重復分(fen)析(xi)，標準(zhun)偏差為(wei)1.7%; 這些結(jie)果(guo)是本文所有分(fen)析(xi)的典(dian)(dian)型(xing)結(jie)果(guo)。

　　為了更好地研究活(huo)性炭表面的電(dian)吸附(fu)/電(dian)極吸附(fu)，活(huo)性炭是一種相對無效的正常無輔(fu)助(zhu)吸附(fu)劑(ji)，含水量(liang)為0.15-0.30 g·L -用于含有(you)的無機砷Ca的電(dian)解質。100μg·L -1砷(pH 4.5)。陽(yang)極電(dian)化學電(dian)位在(zai)活(huo)性炭上的應(ying)用導(dao)致電(dian)吸附(fu)增(zeng)強的吸收，伴(ban)隨(sui)著電(dian)極表面陰離(li)子(zi)豐(feng)富的電(dian)化學雙層(ceng)帶電(dian)。還證實了在(zai)施1.50V陰極電(dian)勢可接近100%再(zai)生吸附(fu)劑(ji)。

　　其它金屬(shu)離子(zi)的存在已被證明對活性炭(tan)上砷(shen)的電極(ji)吸(xi)(xi)附有顯著而(er)復雜的影響，這是正(zheng)常的、無輔助(zhu)的。鉻(ge)系(xi)統(tong)中的吸(xi)(xi)收機制已被證明是鉻(ge)濃度(du)，仍然是調查的主題。鉻(ge)的存在導致(zhi)比含鎳系(xi)統(tong)更大的吸(xi)(xi)收  1.25V電吸(xi)(xi)附電位。然而(er)，將陽極(ji)電位增加(jia)到  1.50V導致(zhi)As-Ni比As-Cr更大的砷(shen)吸(xi)(xi)收系(xi)統(tong)。

　　已(yi)經(jing)表明Fe(III)其(qi)存在顯(xian)著(zhu)增強了活性(xing)炭上(shang)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(gai)系統表現出*大的(de)(de)吸收砷，并在1.75V陰極(ji)電(dian)勢以*高效(xiao)率(lv)再生(sheng)。在鐵下電(dian)吸附中(zhong)觀察到(dao)的(de)(de)行(xing)為可能是正確的(de)(de)ZVI修復技術的(de)(de)機理/應用影響很大。