活性炭納米材料去除砷酸鹽

　　與(yu)傳統活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)相比(bi)，活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)納(na)米材料具有(you)較高的(de)(de)表(biao)面(mian)(mian)體積比(bi)，吸引了環(huan)境污染(ran)物和有(you)害金(jin)屬的(de)(de)注意。但由于酸(suan)性(xing)(xing)(xing)表(biao)面(mian)(mian)官能團(tuan)，碳納(na)米管(guan)和石(shi)墨烯對(dui)從水(shui)中去除(chu)氧代陰離(li)(li)子(zi)無效。在這里，我們展示了去離(li)(li)子(zi)水(shui)溶液中對(dui)砷酸(suan)鹽(yan)和硒酸(suan)鹽(yan)的(de)(de)良好吸附。納(na)米活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)關(guan)鍵特點是(shi)去除(chu)金(jin)屬氧化物納(na)米顆粒的(de)(de)微(wei)(wei)孔(kong)和堿性(xing)(xing)(xing)表(biao)面(mian)(mian)基團(tuan)的(de)(de)存在。與(yu)商業活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)相比(bi)，納(na)米活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)在運河和井水(shui)中具有(you)優(you)異的(de)(de)砷酸(suan)鹽(yan)去除(chu)和微(wei)(wei)堿性(xing)(xing)(xing)pH。

　　隨著活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)納(na)米(mi)技術的(de)發(fa)展，人(ren)們一直在開發(fa)利用(yong)(yong)這些(xie)納(na)米(mi)活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)材料(liao)進行水(shui)處理的(de)高表面體積(ji)比(bi)。*近(jin)證明了(le)活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)和石墨(mo)烯基(ji)吸(xi)附劑用(yong)(yong)于去除汞、砷、鉻和硒等金屬的(de)吸(xi)附作用(yong)(yong)。與碳(tan)納(na)米(mi)管和石墨(mo)烯不(bu)同，活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)納(na)米(mi)結構(gou)具有良好的(de)生物相容性(xing)。因此，納(na)米(mi)活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)可能是環境修復應用(yong)(yong)的(de)有希望材料(liao)，如(ru)從水(shui)中去除有害(hai)金屬。

　　球形(xing)納(na)米活性炭材料

　　在前(qian)溶(rong)液中(zhong)加(jia)入金(jin)屬(shu)鹽，加(jia)熱分解，形(xing)成(cheng)金(jin)屬(shu)氧化(hua)(hua)物(wu)納(na)米(mi)顆(ke)(ke)粒，作為碳水(shui)化(hua)(hua)合物(wu)源(yuan)碳化(hua)(hua)的(de)成(cheng)核點。合成(cheng)蝕(shi)刻去除金(jin)屬(shu)氧化(hua)(hua)物(wu)納(na)米(mi)顆(ke)(ke)粒，留(liu)下高(gao)多孔活性炭(圖1A)。活性炭中(zhong)金(jin)屬(shu)氧化(hua)(hua)物(wu)納(na)米(mi)顆(ke)(ke)粒的(de)尺(chi)寸可以通過調整前(qian)體的(de)比例來控(kong)制，從而控(kong)制孔徑。因此(ci)，該合成(cheng)方法可用(yong)于吸附金(jin)，活性炭材(cai)料的(de)起(qi)源(yuan)和物(wu)理(li)化(hua)(hua)學性質（如表面積(ji)、微(wei)孔）差異很大，隔(ge)離沉積(ji)物(wu)PBDEs對效果了解較少。

　　根據不同的原料(liao)(liao)、燃(ran)燒(shao)方(fang)法和廣泛的可用(yong)(yong)性(xing)和應用(yong)(yong)，選(xuan)擇活性(xing)炭(tan)(tan)、木炭(tan)(tan)和生(sheng)物炭(tan)(tan)三種不同的材(cai)料(liao)(liao)。活性(xing)炭(tan)(tan)。木炭(tan)(tan)來(lai)源于4000木質素材(cai)料(liao)(liao)°C下的燃(ran)燒(shao)。原料(liao)(liao)為4000生(sheng)物炭(tan)(tan)樣品℃由不完全燃(ran)燒(shao)引起的。將所(suo)有活性(xing)炭(tan)(tan)材(cai)料(liao)(liao)研磨成100目(0.149mm使用(yong)(yong)前在室溫下儲存孔徑)。以上分析了活性(xing)炭(tan)(tan)材(cai)料(liao)(liao)OC含量。使用(yong)(yong)表(biao)面積分析儀(yi)BET氮等溫線測定(ding)比表(biao)面積(SSA)和微孔率。活性(xing)炭(tan)(tan)、生(sheng)物炭(tan)(tan)、木炭(tan)(tan)。

　　為了比(bi)較活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)材料降(jiang)低沉(chen)(chen)(chen)積(ji)物(wu)中不含多溴二苯醚(mi)的(de)C的(de)有效性，在(zai)用于(yu)纖(xian)維暴露之前，用活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)，木炭(tan)(tan)或生(sheng)物(wu)炭(tan)(tan)對(dui)JL和(he)SD修正(zheng)了沉(chen)(chen)(chen)積(ji)物(wu)。在(zai)沉(chen)(chen)(chen)淀(dian)物(wu)中加入1000μg/ kg每種多溴二苯醚(mi)同源物(wu)，如(ru)上述平衡(heng)7天(tian)，然后(hou)在(zai)0(未修正(zheng)對(dui)照(zhao))，0.5，1.0，1.5，3.0和(he)6.與活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)、木炭(tan)(tan)或生(sheng)物(wu)炭(tan)(tan)混合。基(ji)于(yu)沉(chen)(chen)(chen)積(ji)物(wu)干(gan)重的(de)%。120年活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)修正(zheng)沉(chen)(chen)(chen)積(ji)物(wu)rpm產生(sheng)下混合7天(tian)PBDE污染沉(chen)(chen)(chen)積(ji)物(wu)樣(yang)品。等份的(de)修正(zheng)沉(chen)(chen)(chen)淀(dian)物(wu)(1).0g，干(gan)重)，一片1cm PDMS纖(xian)維和(he)1.5mL水(shui)置于(yu)20mL用玻璃瓶測(ce)量C 自由度如(ru)上所述PBDEs。7天(tian)后(hou)，回收PDMS纖(xian)維，提取和(he)分析。

　　活(huo)性炭(tan)沉積在混合條件下PDMS纖維吸收動力學。

　　多溴聯苯醚中活性炭(tan)類型的差異

　　通(tong)過活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)吸附或隔離平(ping)衡(heng)PBDEs反映了它們PDMS纖維(C PDMS)檢測到(dao)的(de)(de)(de)水平(ping)變(bian)化。在(zai)JL在(zai)沉(chen)(chen)積物中(zhong)(zhong)，隨(sui)著(zhu)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)(de)修正(zheng)，C PDMS顯著(zhu)下(xia)降(jiang)，并且活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)(de)類型之(zhi)間的(de)(de)(de)減(jian)少(shao)不(bu)同(圖(tu)2)。例如，當生(sheng)物炭(tan)用于0時(shi).5%修正(zheng)JL沉(chen)(chen)積物時(shi)，C PDMS30水平(ping)降(jiang)低到(dao)未沉(chen)(chen)降(jiang)沉(chen)(chen)積物中(zhong)(zhong).0-67.8%。木炭(tan)(29.7-63.5%的(de)(de)(de)效果與生(sheng)物炭(tan)相似(si)(圖(tu)2)。相比之(zhi)下(xia)，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)修正(zheng)沉(chen)(chen)積物C PDMS下(xia)降(jiang)幅度較大(圖(tu)2)。例如，在(zai)0中(zhong)(zhong).5%活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)(de)JL對(dui)于不(bu)同的(de)(de)(de)同源物，C PDMS降(jiang)至未改進處理水平(ping)1.8-8.1%。平(ping)均而言(yan)，添加1.0%的(de)(de)(de)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)導致所選活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)BDE同系物的(de)(de)(de)C PDMS將(jiang)1降(jiang)低到(dao)對(dui)照水平(ping).7-5.9%表明活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)在(zai)沉(chen)(chen)積物中(zhong)(zhong)螯合PBDEs能力遠高于其他黑(hei)碳材料。

　　沉積在水中PDMS纖維上的(de)BDE 47(A)，85(B)，99(C)，100(D)，153(E)和154(F)不同類型活性炭的(de)濃度隔(ge)離效果(guo)。

　　本研究(jiu)開發(fa)了一種測量沉積物(wu)(wu)中不(bu)含多(duo)溴(xiu)二(er)(er)苯(ben)(ben)醚的(de)方(fang)法(fa)C，該(gai)方(fang)法(fa)進(jin)一步用(yong)于(yu)比較不(bu)同(tong)的(de)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)材料C free密(mi)封多(duo)溴(xiu)聯苯(ben)(ben)醚的(de)效(xiao)率。研究(jiu)結果(guo)表明(ming)，雖然不(bu)含多(duo)溴(xiu)二(er)(er)苯(ben)(ben)醚的(de)C通(tong)過活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)修(xiu)正(zheng)減(jian)少(shao)，但不(bu)同(tong)類型的(de)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)之(zhi)(zhi)(zhi)間存在很大(da)差異，活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)比生物(wu)(wu)炭(tan)(tan)或(huo)(huo)木(mu)炭(tan)(tan)更有效(xiao)。此(ci)(ci)外，由于(yu)微孔(kong)分布不(bu)同(tong)，活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)優先隔離(li)低溴(xiu)化溴(xiu)化BDE，生物(wu)(wu)炭(tan)(tan)或(huo)(huo)木(mu)炭(tan)(tan)表現(xian)出高溴(xiu)化溴(xiu)化二(er)(er)苯(ben)(ben)醚的(de)選擇性(xing)吸附。減(jian)少(shao)C.同(tong)一活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)修(xiu)正(zheng)案的(de)沉積物(wu)(wu)之(zhi)(zhi)(zhi)間的(de)免費差異很大(da)，而且更高OC含量似(si)乎抑制(zhi)了炭(tan)(tan)黑的(de)作用(yong)。另一方(fang)面，由于(yu)天然有機物(wu)(wu)或(huo)(huo)膠體可能競爭吸附位點或(huo)(huo)阻塞微孔(kong)，活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)的(de)隔離(li)能力可能會因老化效(xiao)應(ying)(ying)而發(fa)生變(bian)化。因此(ci)(ci)，在應(ying)(ying)用(yong)于(yu)污染沉積物(wu)(wu)原位修(xiu)復(fu)之(zhi)(zhi)(zhi)前，需要進(jin)一步了解活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)多(duo)溴(xiu)二(er)(er)苯(ben)(ben)醚等(deng)老化情(qing)況HOCs對活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)類型的(de)隔離(li)和依賴。