重金屬中活(huo)性炭的電吸附

　　活性(xing)炭(tan)在重金(jin)屬(shu)中的電吸(xi)附(fu)在之前的介(jie)紹中有很多(duo)關于(yu)使用活性(xing)炭(tan)吸(xi)附(fu)劑(ji)去除金(jin)屬(shu)和(he)金(jin)屬(shu)化合物的數據，但通常不低微克·L -1的水(shui)平(ping)。然而，在某些情況(kuang)下，通過施加電位控制的吸(xi)附(fu)/解吸(xi)或ES / ED(即電場內固體吸(xi)附(fu)劑(ji)上的吸(xi)附(fu)/解吸(xi)附(fu))為了提高(gao)活性(xing)炭(tan)的容量，可(ke)以顯著(zhu)提高(gao)活性(xing)炭(tan)吸(xi)附(fu)劑(ji)的有效(xiao)性(xing)，促(cu)進其后續再(zai)生。

　　負(fu)和中(zhong)性物質的吸附(fu)平衡取決(jue)于電(dian)(dian)極電(dian)(dian)荷(he)。表(biao)面(mian)(mian)負(fu)載的偏振依賴性與(yu)零電(dian)(dian)荷(he)的電(dian)(dian)勢有關，即(ji)25E PZC，吸附(fu)溶液中(zhong)的特定濃度。中(zhong)性物質在E PZC隨著表(biao)面(mian)(mian)變得陰極或陽(yang)極，正負(fu)電(dian)(dian)物質的負(fu)荷(he)分(fen)(fen)別增(zeng)加(jia)。非極化(hua)電(dian)(dian)極很容易理解這些相(xiang)互作用(yong)(yong)。然而，由于其(qi)表(biao)面(mian)(mian)官能(neng)團(tuan)、異構大力表(biao)面(mian)(mian)和粒子(zi)之間的復(fu)雜電(dian)(dian)位分(fen)(fen)布，它們并不直(zhi)接適用(yong)(yong)于活性炭(tan)。

　　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)(dian)(dian)化(hua)學(xue)(xue)再(zai)生(sheng)(sheng)，發(fa)現(xian)再(zai)生(sheng)(sheng)效率高達85%。還觀察到，陰(yin)極(ji)(ji)比陽極(ji)(ji)再(zai)生(sheng)(sheng)約(yue)20%的苯(ben)(ben)酚好(hao)。假NaCl電(dian)(dian)(dian)解質)到CO 電(dian)(dian)(dian)化(hua)學(xue)(xue)氧化(hua)與水。由(you)于(yu)鈉陽離子遷移到陰(yin)極(ji)(ji)，有兩種方法可以(yi)幫助苯(ben)(ben)酚解吸：苯(ben)(ben)酚鈉的形成(cheng)，它不能很好(hao)地吸附在(zai)碳(tan)表面； 并在(zai)陰(yin)極(ji)(ji)附近(jin)增加局(ju)部pH這也(ye)降(jiang)低(di)了(le)活性(xing)炭吸附劑對苯(ben)(ben)酚的吸附能力。由(you)于(yu)濃度極(ji)(ji)化(hua)效應的降(jiang)低(di)和外(wai)部傳質的改善(shan)，發(fa)現(xian)溶液的混(hun)合也(ye)改善(shan)了(le)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)吸收。

　　現在我們開始研究活(huo)(huo)性炭(tan)的(de)電(dian)吸附(fu)選(xuan)擇。本研究的(de)吸附(fu)劑是(shi)蒸汽活(huo)(huo)化褐煤(mei)生產(chan)的(de)酸洗顆粒活(huo)(huo)性炭(tan)。比表面積(ji)、總(zong)細孔體積(ji)、平均粒徑和pH PZC這(zhe)種吸附(fu)劑是(shi)650米(mi)2 ·克(ke)-1，0.95毫(hao)(hao)升·克(ke)-1，分別(bie)為1.3毫(hao)(hao)米(mi)，6.3毫(hao)(hao)米(mi)。20多年來，金豐活(huo)(huo)性炭(tan)一(yi)直被用(yong)作(zuo)水(shui)溶液系統(tong)中重金屬等物(wu)質的(de)吸附(fu)劑。

　　研(yan)究步驟:500毫升(sheng)5000ml分(fen)批實(shi)驗 mg·L -1 NaCl支持電解質。用(yong)(yong)(yong)(yong)原(yuan)子吸收標(biao)準(zhun)(zhun)制備所需濃度的砷和(he)鉻電解質。使用(yong)(yong)(yong)(yong)As 2 O 3和(he)(NH 4)2 Cr 2 O 制備砷和(he)鉻標(biao)準(zhun)(zhun)物， 分(fen)別。使用(yong)(yong)(yong)(yong)氯化(hua)鎳(II)和(he)硝酸鐵(III)制備含有Ni(II)和(he)Fe(III)工作電解質。用(yong)(yong)(yong)(yong)于制備標(biao)準(zhun)(zhun)產品。所有實(shi)驗設備均采(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)A級容(rong)量(liang)玻(bo)璃器皿制備，定量(liang)清(qing)洗(xi)采(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)標(biao)準(zhun)(zhun)實(shi)驗室程序。用(yong)(yong)(yong)(yong)移液管分(fen)配原(yuan)子吸收標(biao)準(zhun)(zhun)液，制備工作電解液時。

　　圖(tu)(tu)顯示了分批電(dian)(dian)池用于(yu)實驗的(de)(de)(de)示意圖(tu)(tu)。它由兩個(ge)(ge)相同的(de)(de)(de)鉑網(wang)集電(dian)(dian)器(基于(yu)99.9%的(de)(de)(de)金(jin)屬，100×100目，0.0762mm直(zhi)徑(jing)(jing)導(dao)線)和Pt導(dao)線(基于(yu)99.95%的(de)(de)(de)金(jin)屬，0.025mm直(zhi)徑(jing)(jing))編(bian)織(zhi)到網(wang)電(dian)(dian)連(lian)接； 三個(ge)(ge)PVC墊圈(9/16.25”外徑(jing)(jing)，0.0625厚度)；兩個(ge)(ge)聚丙烯網(wang)狀(zhuang)板(121×121目，1.25”外徑(jing)(jing)); 兩個(ge)(ge)橡膠墊圈(9/16內徑(jing)(jing)，1.25”外徑(jing)(jing)，0.0625“厚度)，活性炭吸(xi)附劑(ji)顆粒作為單(dan)層填充到*下面的(de)(de)(de)鉑網(wang)上，在*下面的(de)(de)(de)墊圈的(de)(de)(de)中心(xin)腔(qiang)內。用四個(ge)(ge)細(xi)胞PTFE機器螺(luo)釘

　　500ml將電(dian)(dian)解質裝入批量電(dian)(dian)池中。電(dian)(dian)化學電(dian)(dian)位由直流電(dian)(dian)源供電(dian)(dian)。允許正(zheng)常吸附(fu)、電(dian)(dian)吸附(fu)和電(dian)(dian)極吸附(fu)。同(tong)時，用100-1000移液管取(qu)1000ml樣(yang)品。所(suo)有樣(yang)品根據USEPA方法200.保存(cun)51，稀釋(shi)1毫升.5莫爾-1 HNO。

　　通過石墨爐(lu)原子(zi)吸(xi)(xi)收(shou)光(guang)譜法(fa)(GFAAS)和Perkin Elmer 4100 ZL金屬分(fen)(fen)(fen)析(xi)塞曼原子(zi)吸(xi)(xi)收(shou)光(guang)譜儀(yi)。GFAA通過定期(qi)分(fen)(fen)(fen)析(xi)標(biao)(biao)準，參考物質1640的(de)準確性(NIST)監測(ce)該標(biao)(biao)準的(de)參考材料含砷為26.71±0.42μg·L -1。在對(dui)一(yi)系(xi)列實驗樣品(pin)(pin)的(de)典(dian)型分(fen)(fen)(fen)析(xi)中，每5個(ge)樣品(pin)(pin)進行分(fen)(fen)(fen)析(xi)NIST標(biao)(biao)準。作(zuo)為典(dian)型精度的(de)例子(zi)，一(yi)次(ci)分(fen)(fen)(fen)析(xi)結(jie)果(guo)NIST 1640砷濃度為25.9μg·L -1.基于(yu)14次(ci)重復分(fen)(fen)(fen)析(xi)，標(biao)(biao)準偏差為1.7%; 這(zhe)些結(jie)果(guo)是本文(wen)所有分(fen)(fen)(fen)析(xi)的(de)典(dian)型結(jie)果(guo)。

　　為(wei)(wei)了更(geng)好地研究活(huo)性炭(tan)(tan)表面(mian)的(de)電(dian)吸(xi)(xi)附/電(dian)極(ji)吸(xi)(xi)附，活(huo)性炭(tan)(tan)是一種相對無(wu)效的(de)正常(chang)無(wu)輔助(zhu)吸(xi)(xi)附劑，含水量(liang)為(wei)(wei)0.15-0.30 g·L -用于含有的(de)無(wu)機砷Ca的(de)電(dian)解質。100μg·L -1砷(pH 4.5)。陽極(ji)電(dian)化學(xue)電(dian)位在活(huo)性炭(tan)(tan)上的(de)應用導(dao)致電(dian)吸(xi)(xi)附增強(qiang)的(de)吸(xi)(xi)收，伴隨著電(dian)極(ji)表面(mian)陰離(li)子豐富(fu)的(de)電(dian)化學(xue)雙(shuang)層帶電(dian)。還證實了在施1.50V陰極(ji)電(dian)勢可接近(jin)100%再生吸(xi)(xi)附劑。

　　其它金屬(shu)離子的(de)(de)(de)存在已被證明對活性(xing)炭上砷的(de)(de)(de)電極(ji)吸(xi)附有顯著而復雜的(de)(de)(de)影響，這是(shi)正常的(de)(de)(de)、無輔助的(de)(de)(de)。鉻(ge)系(xi)統(tong)(tong)中的(de)(de)(de)吸(xi)收機制已被證明是(shi)鉻(ge)濃(nong)度，仍然是(shi)調(diao)查的(de)(de)(de)主題。鉻(ge)的(de)(de)(de)存在導致(zhi)比含鎳系(xi)統(tong)(tong)更大(da)(da)的(de)(de)(de)吸(xi)收  1.25V電吸(xi)附電位。然而，將陽極(ji)電位增加到  1.50V導致(zhi)As-Ni比As-Cr更大(da)(da)的(de)(de)(de)砷吸(xi)收系(xi)統(tong)(tong)。

　　已經表明Fe(III)其存在(zai)顯(xian)著增強(qiang)了活性炭上砷的電吸(xi)附。在(zai)研究中As-Cr，As-Fe，As-Ni體系中，As-Fe該(gai)系統表現(xian)出*大的吸(xi)收砷，并在(zai)1.75V陰極電勢以*高效率再(zai)生。在(zai)鐵下電吸(xi)附中觀察到的行為可能(neng)是正確的ZVI修復技術的機理/應用影(ying)響很(hen)大。