活性炭納米材料去除砷酸鹽

　　與(yu)傳統(tong)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)相比(bi)(bi)，活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)納(na)(na)(na)米(mi)材料具有較(jiao)高的(de)(de)表(biao)面(mian)體積比(bi)(bi)，吸引了環境污(wu)染物和(he)(he)有害金屬(shu)的(de)(de)注意。但由于酸(suan)性(xing)表(biao)面(mian)官能團，碳(tan)納(na)(na)(na)米(mi)管和(he)(he)石墨(mo)烯對從水(shui)中去(qu)(qu)(qu)除氧(yang)代陰離(li)子(zi)無(wu)效。在(zai)這(zhe)里(li)，我(wo)們展示了去(qu)(qu)(qu)離(li)子(zi)水(shui)溶液(ye)中對砷(shen)酸(suan)鹽(yan)和(he)(he)硒酸(suan)鹽(yan)的(de)(de)良好吸附。納(na)(na)(na)米(mi)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)的(de)(de)關鍵特點是(shi)去(qu)(qu)(qu)除金屬(shu)氧(yang)化物納(na)(na)(na)米(mi)顆粒(li)的(de)(de)微(wei)孔和(he)(he)堿性(xing)表(biao)面(mian)基(ji)團的(de)(de)存(cun)在(zai)。與(yu)商業活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)相比(bi)(bi)，納(na)(na)(na)米(mi)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)在(zai)運河和(he)(he)井水(shui)中具有優異的(de)(de)砷(shen)酸(suan)鹽(yan)去(qu)(qu)(qu)除和(he)(he)微(wei)堿性(xing)pH。

　　隨著活(huo)(huo)性炭納(na)(na)(na)米(mi)(mi)技術的(de)發展，人們一直在開(kai)發利用(yong)這些納(na)(na)(na)米(mi)(mi)活(huo)(huo)性炭材(cai)料進行水處理的(de)高(gao)表面(mian)體積(ji)比。*近(jin)證明了活(huo)(huo)性炭和(he)(he)石墨烯基(ji)吸附劑(ji)用(yong)于去(qu)除汞、砷、鉻和(he)(he)硒等金(jin)屬(shu)的(de)吸附作用(yong)。與碳納(na)(na)(na)米(mi)(mi)管和(he)(he)石墨烯不同，活(huo)(huo)性炭納(na)(na)(na)米(mi)(mi)結構具有良好的(de)生物相容(rong)性。因此，納(na)(na)(na)米(mi)(mi)活(huo)(huo)性炭可能是環境修復(fu)應用(yong)的(de)有希望(wang)材(cai)料，如從水中去(qu)除有害金(jin)屬(shu)。

　　球形(xing)納米(mi)活性炭材料

　　在前溶液中(zhong)加入(ru)金(jin)(jin)屬(shu)鹽，加熱分解(jie)，形(xing)成金(jin)(jin)屬(shu)氧(yang)(yang)化(hua)物(wu)納(na)(na)米顆(ke)(ke)粒，作為碳水化(hua)合(he)物(wu)源碳化(hua)的(de)成核點。合(he)成蝕刻去除金(jin)(jin)屬(shu)氧(yang)(yang)化(hua)物(wu)納(na)(na)米顆(ke)(ke)粒，留下高多孔活(huo)性炭(tan)(圖1A)。活(huo)性炭(tan)中(zhong)金(jin)(jin)屬(shu)氧(yang)(yang)化(hua)物(wu)納(na)(na)米顆(ke)(ke)粒的(de)尺寸可以通(tong)過調整(zheng)前體的(de)比例來(lai)控制(zhi)，從而控制(zhi)孔徑。因此(ci)，該合(he)成方(fang)法可用于吸附(fu)金(jin)(jin)，活(huo)性炭(tan)材料的(de)起源和(he)物(wu)理化(hua)學性質（如表面(mian)積、微(wei)孔）差異很大，隔離沉積物(wu)PBDEs對(dui)效果了解(jie)較少。

　　根據不(bu)同(tong)的原料、燃(ran)燒(shao)(shao)方(fang)法和(he)(he)廣(guang)泛的可用(yong)性(xing)(xing)(xing)和(he)(he)應用(yong)，選擇活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)、木炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)和(he)(he)生(sheng)物炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)三種不(bu)同(tong)的材(cai)料。活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)。木炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)來源于4000木質素材(cai)料°C下的燃(ran)燒(shao)(shao)。原料為4000生(sheng)物炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)樣品℃由不(bu)完全(quan)燃(ran)燒(shao)(shao)引起(qi)的。將(jiang)所有(you)活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)材(cai)料研磨(mo)成100目(0.149mm使用(yong)前在室溫下儲(chu)存(cun)孔徑)。以上分析了活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)材(cai)料OC含量。使用(yong)表面積分析儀BET氮等溫線測定比表面積(SSA)和(he)(he)微孔率(lv)。活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)、生(sheng)物炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)、木炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)。

　　為了比較活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)材料降低沉積(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)中不含多溴(xiu)二(er)苯醚的(de)C的(de)有效(xiao)性(xing)(xing)，在用(yong)于(yu)纖(xian)維(wei)暴露之(zhi)前，用(yong)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)，木(mu)(mu)炭(tan)(tan)或(huo)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)炭(tan)(tan)對JL和(he)SD修正了沉積(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)。在沉淀物(wu)(wu)(wu)中加入1000μg/ kg每種多溴(xiu)二(er)苯醚同源物(wu)(wu)(wu)，如上(shang)述平衡7天(tian)，然(ran)后在0(未修正對照)，0.5，1.0，1.5，3.0和(he)6.與活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)、木(mu)(mu)炭(tan)(tan)或(huo)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)炭(tan)(tan)混(hun)合。基于(yu)沉積(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)干重的(de)%。120年活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)修正沉積(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)rpm產生(sheng)下混(hun)合7天(tian)PBDE污染(ran)沉積(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)樣品。等(deng)份的(de)修正沉淀物(wu)(wu)(wu)(1).0g，干重)，一片1cm PDMS纖(xian)維(wei)和(he)1.5mL水置于(yu)20mL用(yong)玻璃瓶(ping)測量(liang)C 自由度如上(shang)所述PBDEs。7天(tian)后，回收(shou)PDMS纖(xian)維(wei)，提取(qu)和(he)分析(xi)。

　　活性炭沉積在混合條件下PDMS纖維吸收(shou)動力學。

　　多(duo)溴聯苯醚中活性炭類型的差異

　　通過活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)吸附(fu)或隔離平衡(heng)PBDEs反映了它們PDMS纖維(C PDMS)檢測(ce)到(dao)的(de)(de)水(shui)平變(bian)化。在(zai)(zai)JL在(zai)(zai)沉(chen)積(ji)(ji)物(wu)中，隨著(zhu)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)修正，C PDMS顯著(zhu)下(xia)降，并且活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)類型之(zhi)間(jian)的(de)(de)減(jian)少不同(tong)(tong)(圖2)。例如，當生(sheng)物(wu)炭(tan)(tan)用于0時.5%修正JL沉(chen)積(ji)(ji)物(wu)時，C PDMS30水(shui)平降低到(dao)未(wei)沉(chen)降沉(chen)積(ji)(ji)物(wu)中.0-67.8%。木炭(tan)(tan)(29.7-63.5%的(de)(de)效(xiao)果與(yu)生(sheng)物(wu)炭(tan)(tan)相(xiang)(xiang)似(圖2)。相(xiang)(xiang)比之(zhi)下(xia)，活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)修正沉(chen)積(ji)(ji)物(wu)C PDMS下(xia)降幅度較大(圖2)。例如，在(zai)(zai)0中.5%活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)JL對于不同(tong)(tong)的(de)(de)同(tong)(tong)源物(wu)，C PDMS降至(zhi)未(wei)改(gai)進處理水(shui)平1.8-8.1%。平均而言，添加1.0%的(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)導(dao)致所選活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)BDE同(tong)(tong)系物(wu)的(de)(de)C PDMS將1降低到(dao)對照水(shui)平.7-5.9%表明活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)在(zai)(zai)沉(chen)積(ji)(ji)物(wu)中螯合PBDEs能力(li)遠高于其他黑碳材料。

　　沉積在水(shui)中PDMS纖維(wei)上的(de)BDE 47(A)，85(B)，99(C)，100(D)，153(E)和154(F)不同類(lei)型(xing)活(huo)性炭的(de)濃度(du)隔離效果(guo)。

　　本研究(jiu)開發了一種測量沉(chen)積(ji)物(wu)(wu)中不含(han)多(duo)溴(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)二(er)苯(ben)醚(mi)的(de)(de)(de)(de)方法C，該方法進一步用(yong)于(yu)比較(jiao)不同(tong)的(de)(de)(de)(de)活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)材料C free密封多(duo)溴(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)聯(lian)苯(ben)醚(mi)的(de)(de)(de)(de)效(xiao)率(lv)。研究(jiu)結(jie)果表明，雖(sui)然(ran)不含(han)多(duo)溴(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)二(er)苯(ben)醚(mi)的(de)(de)(de)(de)C通過(guo)活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)修正(zheng)減少(shao)，但不同(tong)類型的(de)(de)(de)(de)活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)之間(jian)存在很大差(cha)異(yi)，活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)比生物(wu)(wu)炭(tan)或木炭(tan)更有效(xiao)。此(ci)外，由(you)于(yu)微孔分(fen)布不同(tong)，活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)優先隔離(li)低溴(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)化(hua)溴(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)化(hua)BDE，生物(wu)(wu)炭(tan)或木炭(tan)表現出高(gao)溴(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)化(hua)溴(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)化(hua)二(er)苯(ben)醚(mi)的(de)(de)(de)(de)選擇性(xing)吸附。減少(shao)C.同(tong)一活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)修正(zheng)案的(de)(de)(de)(de)沉(chen)積(ji)物(wu)(wu)之間(jian)的(de)(de)(de)(de)免費差(cha)異(yi)很大，而且更高(gao)OC含(han)量似乎抑制了炭(tan)黑的(de)(de)(de)(de)作用(yong)。另一方面(mian)，由(you)于(yu)天然(ran)有機物(wu)(wu)或膠體可能競爭吸附位(wei)點或阻(zu)塞(sai)微孔，活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)的(de)(de)(de)(de)隔離(li)能力可能會因老化(hua)效(xiao)應而發生變化(hua)。因此(ci)，在應用(yong)于(yu)污染(ran)沉(chen)積(ji)物(wu)(wu)原位(wei)修復之前，需要進一步了解活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)多(duo)溴(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)二(er)苯(ben)醚(mi)等老化(hua)情況HOCs對活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)類型的(de)(de)(de)(de)隔離(li)和依賴。