重金屬中活性炭的電吸附

　　活性(xing)炭在(zai)(zai)重金(jin)屬中的(de)(de)電(dian)吸附(fu)(fu)在(zai)(zai)之前的(de)(de)介(jie)紹中有很(hen)多(duo)關于(yu)使用活性(xing)炭吸附(fu)(fu)劑去(qu)除金(jin)屬和金(jin)屬化合物(wu)的(de)(de)數據，但通常(chang)不低微(wei)克·L -1的(de)(de)水平。然而，在(zai)(zai)某些(xie)情況下(xia)，通過(guo)施(shi)加(jia)電(dian)位(wei)控制(zhi)的(de)(de)吸附(fu)(fu)/解(jie)吸或ES / ED(即電(dian)場內固體吸附(fu)(fu)劑上的(de)(de)吸附(fu)(fu)/解(jie)吸附(fu)(fu))為了提高(gao)活性(xing)炭的(de)(de)容量，可以(yi)顯著提高(gao)活性(xing)炭吸附(fu)(fu)劑的(de)(de)有效性(xing)，促(cu)進其后續(xu)再生。

　　負(fu)和中(zhong)性(xing)物(wu)(wu)質的(de)(de)吸附平衡取決于電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)荷(he)。表面(mian)負(fu)載的(de)(de)偏振依賴性(xing)與零電(dian)(dian)(dian)(dian)荷(he)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)勢有(you)關，即(ji)25E PZC，吸附溶液中(zhong)的(de)(de)特定濃度。中(zhong)性(xing)物(wu)(wu)質在E PZC隨著表面(mian)變得(de)陰極(ji)(ji)(ji)或陽極(ji)(ji)(ji)，正負(fu)電(dian)(dian)(dian)(dian)物(wu)(wu)質的(de)(de)負(fu)荷(he)分(fen)別增加。非極(ji)(ji)(ji)化電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)很容易理解這些相互作用。然而，由于其表面(mian)官能團(tuan)、異構大力表面(mian)和粒(li)子(zi)之(zhi)間的(de)(de)復雜電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)分(fen)布，它們并不(bu)直(zhi)接適(shi)用于活性(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電(dian)化(hua)學再(zai)生(sheng)，發(fa)現再(zai)生(sheng)效率(lv)高達85%。還(huan)觀察到，陰極(ji)比陽極(ji)再(zai)生(sheng)約20%的苯(ben)酚(fen)(fen)好。假NaCl電(dian)解質)到CO 電(dian)化(hua)學氧化(hua)與水。由于(yu)鈉(na)陽離子(zi)遷(qian)移到陰極(ji)，有兩種(zhong)方法(fa)可以幫助苯(ben)酚(fen)(fen)解吸(xi)(xi)：苯(ben)酚(fen)(fen)鈉(na)的形成，它不能很好地吸(xi)(xi)附在(zai)碳(tan)表面； 并在(zai)陰極(ji)附近增加局部(bu)pH這也降(jiang)低了(le)活性炭吸(xi)(xi)附劑對(dui)苯(ben)酚(fen)(fen)的吸(xi)(xi)附能力。由于(yu)濃度(du)極(ji)化(hua)效應(ying)的降(jiang)低和外部(bu)傳(chuan)質的改(gai)善，發(fa)現溶液的混合(he)也改(gai)善了(le)電(dian)極(ji)吸(xi)(xi)收。

　　現(xian)在(zai)我們(men)開始研(yan)究活(huo)性(xing)炭的(de)(de)電吸(xi)(xi)附選擇。本研(yan)究的(de)(de)吸(xi)(xi)附劑是蒸汽活(huo)化褐煤生產的(de)(de)酸洗顆粒活(huo)性(xing)炭。比表面積、總細孔體積、平均粒徑和(he)pH PZC這種吸(xi)(xi)附劑是650米2 ·克(ke)-1，0.95毫(hao)升(sheng)·克(ke)-1，分別為1.3毫(hao)米，6.3毫(hao)米。20多年(nian)來，金豐活(huo)性(xing)炭一(yi)直被用(yong)作(zuo)水溶(rong)液系統中重金屬等物質的(de)(de)吸(xi)(xi)附劑。

　　研究步(bu)驟:500毫升5000ml分批實驗 mg·L -1 NaCl支持電解質(zhi)。用(yong)(yong)原(yuan)子吸收標(biao)準制(zhi)備(bei)(bei)(bei)所需濃度的砷和鉻電解質(zhi)。使用(yong)(yong)As 2 O 3和(NH 4)2 Cr 2 O 制(zhi)備(bei)(bei)(bei)砷和鉻標(biao)準物， 分別。使用(yong)(yong)氯化鎳(II)和硝酸鐵(III)制(zhi)備(bei)(bei)(bei)含有Ni(II)和Fe(III)工作電解質(zhi)。用(yong)(yong)于(yu)制(zhi)備(bei)(bei)(bei)標(biao)準產品。所有實驗設備(bei)(bei)(bei)均采用(yong)(yong)A級容(rong)量玻璃器皿(min)制(zhi)備(bei)(bei)(bei)，定量清洗采用(yong)(yong)標(biao)準實驗室程(cheng)序。用(yong)(yong)移液管分配原(yuan)子吸收標(biao)準液，制(zhi)備(bei)(bei)(bei)工作電解液時。

　　圖(tu)顯示(shi)了(le)分批(pi)電(dian)池用于(yu)實驗的(de)(de)示(shi)意圖(tu)。它由兩個(ge)相同的(de)(de)鉑網集電(dian)器(qi)(基(ji)于(yu)99.9%的(de)(de)金屬，100×100目，0.0762mm直徑(jing)(jing)導線(xian))和Pt導線(xian)(基(ji)于(yu)99.95%的(de)(de)金屬，0.025mm直徑(jing)(jing))編織到網電(dian)連接； 三個(ge)PVC墊(dian)圈(9/16.25”外(wai)徑(jing)(jing)，0.0625厚度(du))；兩個(ge)聚丙烯(xi)網狀(zhuang)板(121×121目，1.25”外(wai)徑(jing)(jing)); 兩個(ge)橡膠墊(dian)圈(9/16內(nei)徑(jing)(jing)，1.25”外(wai)徑(jing)(jing)，0.0625“厚度(du))，活性炭吸附劑顆(ke)粒作為單層填充(chong)到*下(xia)(xia)面的(de)(de)鉑網上，在*下(xia)(xia)面的(de)(de)墊(dian)圈的(de)(de)中心腔內(nei)。用四個(ge)細(xi)胞(bao)PTFE機器(qi)螺釘(ding)

　　500ml將電(dian)(dian)(dian)解質裝入批量電(dian)(dian)(dian)池(chi)中(zhong)。電(dian)(dian)(dian)化學電(dian)(dian)(dian)位由直(zhi)流(liu)電(dian)(dian)(dian)源供電(dian)(dian)(dian)。允許正(zheng)常吸附、電(dian)(dian)(dian)吸附和電(dian)(dian)(dian)極吸附。同時，用(yong)100-1000移(yi)液(ye)管取1000ml樣品。所有(you)樣品根(gen)據USEPA方法200.保存51，稀釋(shi)1毫升.5莫爾-1 HNO。

　　通過(guo)石墨爐原子(zi)吸(xi)收(shou)光譜法(fa)(GFAAS)和(he)Perkin Elmer 4100 ZL金(jin)屬(shu)分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)塞曼原子(zi)吸(xi)收(shou)光譜儀。GFAA通過(guo)定期分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)標準(zhun)，參(can)考(kao)物質(zhi)1640的準(zhun)確性(NIST)監測(ce)該標準(zhun)的參(can)考(kao)材料含砷為26.71±0.42μg·L -1。在對一系(xi)列實驗樣品(pin)(pin)的典(dian)(dian)(dian)型分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)中，每5個(ge)樣品(pin)(pin)進(jin)行分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)NIST標準(zhun)。作(zuo)為典(dian)(dian)(dian)型精(jing)度的例子(zi)，一次(ci)分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)結(jie)(jie)果NIST 1640砷濃度為25.9μg·L -1.基(ji)于(yu)14次(ci)重復(fu)分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)，標準(zhun)偏差為1.7%; 這(zhe)些結(jie)(jie)果是本文所有分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)的典(dian)(dian)(dian)型結(jie)(jie)果。

　　為了更好地(di)研究(jiu)活(huo)性(xing)炭(tan)表(biao)面(mian)的電(dian)(dian)(dian)吸(xi)(xi)附(fu)/電(dian)(dian)(dian)極(ji)吸(xi)(xi)附(fu)，活(huo)性(xing)炭(tan)是一種相對無效(xiao)的正(zheng)常無輔(fu)助吸(xi)(xi)附(fu)劑，含(han)水量為0.15-0.30 g·L -用(yong)于含(han)有的無機砷Ca的電(dian)(dian)(dian)解質。100μg·L -1砷(pH 4.5)。陽極(ji)電(dian)(dian)(dian)化(hua)學電(dian)(dian)(dian)位在活(huo)性(xing)炭(tan)上的應(ying)用(yong)導致電(dian)(dian)(dian)吸(xi)(xi)附(fu)增強的吸(xi)(xi)收，伴隨著電(dian)(dian)(dian)極(ji)表(biao)面(mian)陰(yin)離子豐富的電(dian)(dian)(dian)化(hua)學雙層帶(dai)電(dian)(dian)(dian)。還證實了在施1.50V陰(yin)極(ji)電(dian)(dian)(dian)勢可接(jie)近100%再生吸(xi)(xi)附(fu)劑。

　　其它金屬離(li)子的(de)存(cun)在(zai)已(yi)被證(zheng)明對活性(xing)炭上砷的(de)電極(ji)吸(xi)附有顯著而(er)復雜的(de)影響(xiang)，這(zhe)是(shi)(shi)正常的(de)、無(wu)輔助的(de)。鉻(ge)系統(tong)(tong)中的(de)吸(xi)收(shou)機制(zhi)已(yi)被證(zheng)明是(shi)(shi)鉻(ge)濃度，仍然是(shi)(shi)調查的(de)主題。鉻(ge)的(de)存(cun)在(zai)導致(zhi)比含鎳系統(tong)(tong)更(geng)大的(de)吸(xi)收(shou)  1.25V電吸(xi)附電位(wei)。然而(er)，將(jiang)陽極(ji)電位(wei)增(zeng)加到  1.50V導致(zhi)As-Ni比As-Cr更(geng)大的(de)砷吸(xi)收(shou)系統(tong)(tong)。

　　已經表明Fe(III)其存在(zai)顯著(zhu)增強了活性炭上砷的(de)(de)電吸(xi)(xi)附(fu)。在(zai)研究(jiu)中(zhong)(zhong)As-Cr，As-Fe，As-Ni體系中(zhong)(zhong)，As-Fe該系統表現出*大的(de)(de)吸(xi)(xi)收(shou)砷，并在(zai)1.75V陰極電勢以*高效率再(zai)生。在(zai)鐵下(xia)電吸(xi)(xi)附(fu)中(zhong)(zhong)觀(guan)察到的(de)(de)行為可能是正確的(de)(de)ZVI修復(fu)技(ji)術的(de)(de)機(ji)理/應(ying)用影響很大。