活性炭吸附回收氯化鈀離子

　　本(ben)期(qi)介紹了活(huo)性(xing)炭(tan)上氯化鈀復合離(li)子(zi)的吸(xi)附過程。隨著溫度(du)的升高，發現活(huo)性(xing)炭(tan)可以增強吸(xi)附效果(guo)。結果(guo)表明，鈀復合物(wu)可以與存在于(yu)活(huo)性(xing)炭(tan)表面的官能團發生反應。推平(ping)衡(heng)常數、熱量(liang)和吸(xi)附熵(shang)等熱力學參數。活(huo)性(xing)炭(tan)吸(xi)附氯化鈀(II)二氯氧(yang)化鈀或二氯化鈀在活(huo)性(xing)炭(tan)表面形成。

　　經過大量的(de)(de)(de)實例測(ce)試，活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)可以從(cong)水溶(rong)液(ye)中(zhong)(zhong)吸(xi)收重(zhong)金(jin)屬(shu)。例如，從(cong)廢水中(zhong)(zhong)吸(xi)附(fu)(fu)活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)去(qu)除鎘(II)，汞(II)，和(he)鉛(II)可以給離子(zi)。然而，即使(shi)溶(rong)液(ye)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)濃(nong)度(du)(du)很(hen)(hen)低，鉑、鈀、金(jin)等貴金(jin)屬(shu)也(ye)可以這樣(yang)提取。因此，這些(xie)金(jin)屬(shu)可以從(cong)通(tong)常(chang)在(zai)再(zai)循環(huan)過程中(zhong)(zhong)產生的(de)(de)(de)稀(xi)釋水溶(rong)液(ye)中(zhong)(zhong)回(hui)收。活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)吸(xi)附(fu)(fu)過程的(de)(de)(de)機理取決(jue)于溶(rong)液(ye)等初始(shi)條(tiao)件pH，金(jin)屬(shu)離子(zi)的(de)(de)(de)溫度(du)(du)和(he)吸(xi)附(fu)(fu)形式。例如，在(zai)氰化物(wu)溶(rong)液(ye)中(zhong)(zhong)，鈀有2 它非(fei)常(chang)穩定，很(hen)(hen)容(rong)易被活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)吸(xi)附(fu)(fu)。很(hen)(hen)明顯，與(yu)氰化物(wu)配(pei)合物(wu)相比，Pd(II)氯化物(wu)配(pei)合物(wu)的(de)(de)(de)穩定性(xing)(xing)(xing)(xing)較差。幾(ji)份報告(gao)顯示(shi)，鈀在(zai)活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)吸(xi)附(fu)(fu)過程中(zhong)(zhong)(II)還原成(cheng)金(jin)屬(shu)形式。因此，我們研(yan)究(jiu)(jiu)了恢復反應(ying)的(de)(de)(de)可能條(tiao)件。本工作的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)是研(yan)究(jiu)(jiu)和(he)描述使(shi)用活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)吸(xi)附(fu)(fu)作為(wei)吸(xi)附(fu)(fu)劑(ji)Pd(II)離子(zi)回(hui)收條(tiao)件，找出這種活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)是否也(ye)是Pd(II)復合還原劑(ji)。

　　還應該提到的(de)(de)是，活(huo)性炭(tan)比(bi)離子(zi)交(jiao)換(huan)劑便宜得多，因為這(zhe)個事(shi)實，它(ta)可(ke)能(neng)(neng)對回收過程更有(you)吸(xi)引(yin)力。溫度和(he)鈀(II)初始濃度的(de)(de)影響。為此(ci)，利用我們新開發的(de)(de)活(huo)性炭(tan)，這(zhe)種活(huo)性炭(tan)可(ke)以形式，使其更容易從溶液中(zhong)分離出(chu)來。這(zhe)種活(huo)性炭(tan)通常由椰子(zi)殼制成。此(ci)外，顆粒具(ju)有(you)較高的(de)(de)機械強度和(he)較大的(de)(de)表(biao)面(mian)積。*后(hou)，由于制造過程中(zhong)的(de)(de)化學處理(li)（蒸汽和(he)正磷酸(suan)活(huo)化），該活(huo)性炭(tan)具(ju)有(you)明(ming)顯的(de)(de)官能(neng)(neng)團表(biao)面(mian)濃度（約18m mol·g-一、能(neng)(neng)起到還原(yuan)劑或(huo)離子(zi)的(de)(de)作用。

　　氯化鈀復合離子初(chu)始濃度對活性炭吸(xi)附的影響。試驗條件(jian)：pH1，Cl-=0.1mol·kg-1。

　　鈀(ba)初始濃度對活性炭(tan)吸附的影響

　　活性炭的(de)吸附能力與其(qi)表(biao)(biao)面及其(qi)孔隙率有關。其(qi)次(ci)，研究了氯(lv)化鈀離子初始(shi)濃(nong)度(du)(du)對活(huo)性炭添(tian)加后溶液中(zhong)平(ping)衡(heng)濃(nong)度(du)(du)的(de)影響。根據Lambert-Beer在這(zhe)些(xie)波長(chang)下(xia)，溶液吸光度(du)(du)的(de)降低(di)和溶液中(zhong)的(de)定(ding)律Pd(II)濃(nong)度(du)(du)降低(di)成正比(bi)。假設這(zhe)種減少對應于(yu)活(huo)性炭表(biao)(biao)面吸附的(de)鈀的(de)量。根據計算的(de)Pd(II)濃(nong)度(du)(du)隨(sui)時間變化，導致沉積過程(cheng)(cheng)中(zhong)的(de)動力曲線(xian)(xian)。注冊(ce)動力學曲線(xian)(xian)，[PdCl 4 圖1顯示(shi)兩(liang)對時間。溶液中(zhong)可(ke)以觀察(cha)到PdCl 4 2-濃(nong)度(du)(du)接近(jin)恒定(ding)值，不(bu)等于(yu)零(ling)。在這(zhe)種情況下(xia)，這(zhe)種觀察(cha)是*重(zhong)要的(de)，因為它表(biao)(biao)明間的(de)氯(lv)化鈀(II)絡合物的(de)平(ping)衡(heng)分布。該(gai)平(ping)衡(heng)存(cun)在于(yu)系統(tong)中(zhong)，可(ke)以提(ti)供吸附過程(cheng)(cheng)中(zhong)的(de)熱力學信息。

　　吸附鈀(II)活性炭光譜(pu)前后(hou)，[PdCl 4 2-]0=5×10-4mol·kg-1，[C]=1.67g·dm-3，pH1，T=60℃。

　　X射(she)光電(dian)子能譜分析(xi)研究

　　材料在(zai)吸(xi)附過程前后的完整(zheng)性XPS光譜如圖2所示。考慮到觀(guan)察到的溶液(ye)Pd(II)估計鈀負荷等于0.7%(m/m)。從鈀峰可以看出。對這一峰值進行(xing)更(geng)深入的分析，可以為我(wo)們提(ti)供鈀電子結構的信息。

　　(A)活(huo)性(xing)炭(tan)的SEM分(fen)析(xi)，(B)選擇區域放大率，(C和D)吸附氯化鈀(II)復合離子后(hou)EDS截面分(fen)析(xi)。

　　用(yong)掃(sao)描(miao)顯(xian)微鏡分(fen)析(xi)樣品(pin)。吸附試驗后(hou)的(de)活性炭(tan)樣品(pin)為60℃干燥。然(ran)后(hou)將顆粒(li)分(fen)成兩部分(fen)，用(yong)砂(sha)紙(造粒(li)1000)拋光獲得(de)的(de)表面，直到表面平(ping)整。EDS分(fen)析(xi)。加速(su)電(dian)壓等于20kV。獲得(de)的(de)結(jie)果如圖3所示。

　　活性炭(tan)解吸過程的效率。

　　鈀在(zai)活性炭表面(mian)剝離

　　當活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)表(biao)面(mian)有(you)二氯(lv)化鈀(ba)(ba)時，應(ying)按(an)方(fang)程解(jie)(jie)(jie)吸(xi)(xi)。因此，解(jie)(jie)(jie)吸(xi)(xi)試驗(yan)(yan)(yan)在(zai)室(shi)溫(20℃)使(shi)用(yong)100cm3鹽(yan)酸(suan)(濃度(du)為1mol·kg-1)或(huo)100cm3的(de)(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)氯(lv)酸(suan)鹽(yan)(濃度(du)1mol.kg-1)。必(bi)須提(ti)到的(de)(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)，吸(xi)(xi)附(fu)實驗(yan)(yan)(yan)正在(zai)進(jin)行中pH等于(yu)(yu)1下，汽提(ti)過程在(zai)pH等于(yu)(yu)0下。由鈀(ba)(ba)(II)負荷活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)樣(yang)品(pin)取自以往的(de)(de)(de)(de)(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)試驗(yan)(yan)(yan)。預加(jia)載的(de)(de)(de)(de)(de)(de)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)通過過濾與(yu)溶(rong)液分離，然后(hou)在(zai)60℃下干(gan)燥。然后(hou)將干(gan)燥的(de)(de)(de)(de)(de)(de)預加(jia)載活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)與(yu)鹽(yan)酸(suan)溶(rong)液混合。大約10個(ge)月(yue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)解(jie)(jie)(jie)吸(xi)(xi)試驗(yan)(yan)(yan)。前兩天，我在(zai)溶(rong)液中觀(guan)察(cha)到鈀(ba)(ba)(II)濃度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)快速增(zeng)加(jia)*終在(zai)12天后(hou)獲得恒定值(zhi)。這些(xie)結(jie)果如(ru)圖(tu)4所示作(zuo)為黑(hei)色方(fang)塊。樣(yang)品(pin)在(zai)接下來的(de)(de)(de)(de)(de)(de)10個(ge)月(yue)里留在(zai)溶(rong)液中，以確保這確實是(shi)*終的(de)(de)(de)(de)(de)(de)平(ping)衡(heng)。此時后(hou)獲得的(de)(de)(de)(de)(de)(de)值(zhi)顯示為紅點(dian)。過量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鹽(yan)酸(suan)是(shi)顯而易(yi)見的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，它應(ying)該足以溶(rong)解(jie)(jie)(jie)二氯(lv)化鈀(ba)(ba)。結(jie)果表(biao)明，平(ping)衡(heng)狀態不(bu)受時間的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響，表(biao)明觀(guan)察(cha)到的(de)(de)(de)(de)(de)(de)狀態是(shi)*終狀態。實驗(yan)(yan)(yan)期(qi)間似乎(hu)只有(you)約50-65%的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鈀(ba)(ba)(II)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)表(biao)面(mian)可(ke)(ke)以洗脫物質(zhi)。如(ru)上所述(shu)，施用(yong)過量鹽(yan)酸(suan)。因此，一方(fang)面(mian)，不(bu)完全洗脫是(shi)可(ke)(ke)以的(de)(de)(de)(de)(de)(de)Pd2 OCl2的(de)(de)(de)(de)(de)(de)形成解(jie)(jie)(jie)釋或(huo)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)表(biao)面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)另一種(zhong)鈀(ba)(ba)(II)化合物。另一方(fang)面(mian)，它可(ke)(ke)能只與(yu)不(bu)同于(yu)(yu)初始狀態的(de)(de)(de)(de)(de)(de)新平(ping)衡(heng)狀態有(you)關。用(yong)于(yu)(yu)**次(ci)解(jie)(jie)(jie)吸(xi)(xi)試驗(yan)(yan)(yan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)進(jin)行簡單的(de)(de)(de)(de)(de)(de)第二次(ci)解(jie)(jie)(jie)吸(xi)(xi)試驗(yan)(yan)(yan)。實驗(yan)(yan)(yan)條件(jian)和程序(xu)與(yu)**次(ci)解(jie)(jie)(jie)吸(xi)(xi)試驗(yan)(yan)(yan)相同。觀(guan)察(cha)到鈀(ba)(ba)(II)洗脫又發生了。*初的(de)(de)(de)(de)(de)(de)24小(xiao)時后(hou)，剩余鈀(ba)(ba)高(gao)達17%(II)2個(ge)月(yue)后(hou)，總(zong)解(jie)(jie)(jie)吸(xi)(xi)效率達到98.4%的(de)(de)(de)(de)(de)(de)水平(ping)。

　　結果表(biao)明，氯化鈀被(bei)活(huo)性(xing)炭化學吸(xi)附(II)二(er)(er)氯化二(er)(er)鈀或二(er)(er)氯化鈀在活(huo)性(xing)炭表(biao)面形(xing)成(cheng)，活(huo)性(xing)炭表(biao)面無金(jin)屬鈀。活(huo)性(xing)炭的(de)(de)容(rong)量取決(jue)于(yu)取決(jue)于(yu)實驗條件℃溫度可達42mg·g-1的(de)(de)水平。在60℃在溫度下(xia)，負載隨溫度升(sheng)高(gao)至(zhi)67mg·g-而略有增加。鈀的(de)(de)吸(xi)附過程應在盡(jin)可能低(di)的(de)(de)溫度下(xia)進行。