重金(jin)屬中(zhong)活性炭的電吸附(fu)

　　活(huo)性炭在重金(jin)屬(shu)中(zhong)的(de)電吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)在之(zhi)前的(de)介紹中(zhong)有(you)很多(duo)關于(yu)使用活(huo)性炭吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)劑去(qu)除金(jin)屬(shu)和(he)金(jin)屬(shu)化合物的(de)數據，但通常不低(di)微克·L -1的(de)水(shui)平。然(ran)而，在某(mou)些情況下，通過施加電位控制的(de)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)/解吸(xi)(xi)(xi)或ES / ED(即電場內(nei)固體吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)劑上的(de)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)/解吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu))為了(le)提高活(huo)性炭的(de)容量，可以(yi)顯著提高活(huo)性炭吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)劑的(de)有(you)效性，促進其后續再生。

　　負(fu)(fu)和(he)中(zhong)(zhong)性(xing)物質的(de)吸附平衡取決于電極(ji)電荷(he)。表面(mian)負(fu)(fu)載的(de)偏振(zhen)依賴性(xing)與零電荷(he)的(de)電勢有關(guan)，即25E PZC，吸附溶液中(zhong)(zhong)的(de)特定濃度。中(zhong)(zhong)性(xing)物質在E PZC隨(sui)著表面(mian)變得陰極(ji)或陽極(ji)，正負(fu)(fu)電物質的(de)負(fu)(fu)荷(he)分(fen)(fen)別(bie)增加。非(fei)極(ji)化電極(ji)很容(rong)易理解這(zhe)些相(xiang)互作用(yong)。然而(er)，由(you)于其表面(mian)官能(neng)團、異構大力表面(mian)和(he)粒子(zi)之間的(de)復雜(za)電位(wei)分(fen)(fen)布，它們并不直接適(shi)用(yong)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(de)(de)(de)(de)電化(hua)(hua)學(xue)再(zai)(zai)生(sheng)，發現(xian)再(zai)(zai)生(sheng)效率高達85%。還觀察到(dao)，陰(yin)極(ji)比陽(yang)極(ji)再(zai)(zai)生(sheng)約20%的(de)(de)(de)(de)苯酚(fen)好(hao)。假(jia)NaCl電解(jie)質(zhi)(zhi))到(dao)CO 電化(hua)(hua)學(xue)氧(yang)化(hua)(hua)與(yu)水。由于鈉(na)陽(yang)離(li)子遷移到(dao)陰(yin)極(ji)，有兩種方法可以幫助苯酚(fen)解(jie)吸：苯酚(fen)鈉(na)的(de)(de)(de)(de)形成，它不能很(hen)好(hao)地吸附在碳表面； 并(bing)在陰(yin)極(ji)附近增(zeng)加局部(bu)pH這也降低(di)了活(huo)性炭吸附劑對苯酚(fen)的(de)(de)(de)(de)吸附能力。由于濃度極(ji)化(hua)(hua)效應的(de)(de)(de)(de)降低(di)和(he)外部(bu)傳質(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)改善，發現(xian)溶液(ye)的(de)(de)(de)(de)混(hun)合也改善了電極(ji)吸收。

　　現(xian)在我們開始(shi)研究活(huo)性(xing)炭的電吸(xi)附(fu)選擇。本研究的吸(xi)附(fu)劑是(shi)(shi)蒸汽活(huo)化褐煤生產的酸洗顆粒(li)活(huo)性(xing)炭。比表(biao)面積、總細孔體積、平均(jun)粒(li)徑(jing)和pH PZC這種(zhong)吸(xi)附(fu)劑是(shi)(shi)650米2 ·克-1，0.95毫(hao)升·克-1，分(fen)別(bie)為1.3毫(hao)米，6.3毫(hao)米。20多(duo)年(nian)來，金(jin)豐活(huo)性(xing)炭一直被用作(zuo)水溶液系(xi)統(tong)中重金(jin)屬(shu)等物(wu)質的吸(xi)附(fu)劑。

　　研究(jiu)步(bu)驟:500毫升5000ml分批實驗(yan) mg·L -1 NaCl支持電(dian)解(jie)質(zhi)。用(yong)原子吸收(shou)標準(zhun)制(zhi)(zhi)備(bei)所需濃度(du)的砷和鉻(ge)電(dian)解(jie)質(zhi)。使(shi)用(yong)As 2 O 3和(NH 4)2 Cr 2 O 制(zhi)(zhi)備(bei)砷和鉻(ge)標準(zhun)物， 分別(bie)。使(shi)用(yong)氯化鎳(nie)(II)和硝酸(suan)鐵(III)制(zhi)(zhi)備(bei)含有Ni(II)和Fe(III)工作電(dian)解(jie)質(zhi)。用(yong)于(yu)制(zhi)(zhi)備(bei)標準(zhun)產品。所有實驗(yan)設備(bei)均采用(yong)A級容量玻璃器(qi)皿制(zhi)(zhi)備(bei)，定量清(qing)洗采用(yong)標準(zhun)實驗(yan)室(shi)程(cheng)序。用(yong)移液(ye)(ye)管分配原子吸收(shou)標準(zhun)液(ye)(ye)，制(zhi)(zhi)備(bei)工作電(dian)解(jie)液(ye)(ye)時。

　　圖(tu)顯示(shi)了分批電池(chi)用(yong)于(yu)(yu)實驗的(de)(de)示(shi)意圖(tu)。它由(you)兩(liang)(liang)個相同的(de)(de)鉑網(wang)(wang)集電器(基于(yu)(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)(基于(yu)(yu)99.95%的(de)(de)金屬，0.025mm直徑(jing)(jing))編織到網(wang)(wang)電連接； 三個PVC墊(dian)圈(quan)(9/16.25”外徑(jing)(jing)，0.0625厚度)；兩(liang)(liang)個聚丙(bing)烯網(wang)(wang)狀(zhuang)板(121×121目，1.25”外徑(jing)(jing)); 兩(liang)(liang)個橡膠墊(dian)圈(quan)(9/16內(nei)徑(jing)(jing)，1.25”外徑(jing)(jing)，0.0625“厚度)，活性炭吸附劑顆粒作為單層填充到*下面(mian)的(de)(de)鉑網(wang)(wang)上，在*下面(mian)的(de)(de)墊(dian)圈(quan)的(de)(de)中心腔(qiang)內(nei)。用(yong)四個細胞PTFE機(ji)器螺釘

　　500ml將電(dian)(dian)(dian)解(jie)質裝入批量電(dian)(dian)(dian)池中。電(dian)(dian)(dian)化學電(dian)(dian)(dian)位由直流電(dian)(dian)(dian)源供電(dian)(dian)(dian)。允許正常吸附、電(dian)(dian)(dian)吸附和電(dian)(dian)(dian)極吸附。同時，用100-1000移液管取1000ml樣(yang)品。所(suo)有樣(yang)品根(gen)據(ju)USEPA方法200.保(bao)存51，稀釋1毫(hao)升.5莫爾-1 HNO。

　　通過(guo)(guo)石墨爐原(yuan)子(zi)吸收(shou)光譜法(GFAAS)和Perkin Elmer 4100 ZL金屬分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)塞曼原(yuan)子(zi)吸收(shou)光譜儀。GFAA通過(guo)(guo)定(ding)期分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)標準，參考(kao)物(wu)質1640的(de)準確性(NIST)監測該標準的(de)參考(kao)材料含砷為26.71±0.42μg·L -1。在對一系列(lie)實驗樣品(pin)的(de)典型分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)中，每5個(ge)樣品(pin)進行分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)NIST標準。作(zuo)為典型精度的(de)例子(zi)，一次分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)結(jie)果(guo)NIST 1640砷濃度為25.9μg·L -1.基(ji)于14次重復分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)，標準偏差(cha)為1.7%; 這些結(jie)果(guo)是(shi)本文(wen)所有分(fen)(fen)(fen)(fen)析(xi)的(de)典型結(jie)果(guo)。

　　為(wei)了更(geng)好地研究(jiu)活性炭表面的(de)(de)電(dian)吸(xi)(xi)附(fu)/電(dian)極(ji)(ji)吸(xi)(xi)附(fu)，活性炭是(shi)一種(zhong)相對(dui)無效(xiao)的(de)(de)正常無輔助吸(xi)(xi)附(fu)劑，含水(shui)量為(wei)0.15-0.30 g·L -用(yong)于含有(you)的(de)(de)無機砷(shen)Ca的(de)(de)電(dian)解質。100μg·L -1砷(shen)(pH 4.5)。陽極(ji)(ji)電(dian)化學電(dian)位在活性炭上的(de)(de)應用(yong)導致電(dian)吸(xi)(xi)附(fu)增強的(de)(de)吸(xi)(xi)收，伴隨著電(dian)極(ji)(ji)表面陰離(li)子豐(feng)富的(de)(de)電(dian)化學雙層帶電(dian)。還證實了在施1.50V陰極(ji)(ji)電(dian)勢(shi)可接近100%再生吸(xi)(xi)附(fu)劑。

　　其它金屬離(li)子的(de)(de)存在(zai)已被(bei)(bei)證(zheng)明對活性炭上砷(shen)的(de)(de)電(dian)極吸(xi)附有顯著而復雜的(de)(de)影(ying)響，這是(shi)正常的(de)(de)、無(wu)輔(fu)助的(de)(de)。鉻系統(tong)(tong)中的(de)(de)吸(xi)收機制已被(bei)(bei)證(zheng)明是(shi)鉻濃度，仍(reng)然是(shi)調查的(de)(de)主題。鉻的(de)(de)存在(zai)導致比含(han)鎳(nie)系統(tong)(tong)更(geng)大的(de)(de)吸(xi)收  1.25V電(dian)吸(xi)附電(dian)位。然而，將陽極電(dian)位增加(jia)到(dao)  1.50V導致As-Ni比As-Cr更(geng)大的(de)(de)砷(shen)吸(xi)收系統(tong)(tong)。

　　已經表明Fe(III)其存(cun)在(zai)顯著(zhu)增強了活性炭上砷的(de)電(dian)吸(xi)(xi)附(fu)。在(zai)研究中(zhong)As-Cr，As-Fe，As-Ni體系中(zhong)，As-Fe該系統表現出(chu)*大的(de)吸(xi)(xi)收砷，并在(zai)1.75V陰極電(dian)勢以*高效率再生(sheng)。在(zai)鐵下電(dian)吸(xi)(xi)附(fu)中(zhong)觀察到(dao)的(de)行為可能(neng)是正確的(de)ZVI修復(fu)技(ji)術的(de)機理/應用影響很大。