活性炭納米材料去除砷酸鹽

　　與(yu)傳統(tong)活(huo)性(xing)炭相比，活(huo)性(xing)炭納(na)(na)米(mi)材(cai)料具有較高的(de)表(biao)面體積比，吸引(yin)了(le)環境污染物(wu)和(he)(he)(he)有害金屬(shu)的(de)注意。但由于(yu)酸性(xing)表(biao)面官能團，碳納(na)(na)米(mi)管和(he)(he)(he)石墨烯對從水中(zhong)去除(chu)氧代陰離子無效。在這里(li)，我們展示了(le)去離子水溶液中(zhong)對砷酸鹽(yan)(yan)和(he)(he)(he)硒酸鹽(yan)(yan)的(de)良好吸附(fu)。納(na)(na)米(mi)活(huo)性(xing)炭的(de)關鍵特點是(shi)去除(chu)金屬(shu)氧化(hua)物(wu)納(na)(na)米(mi)顆粒的(de)微(wei)孔和(he)(he)(he)堿性(xing)表(biao)面基團的(de)存在。與(yu)商(shang)業活(huo)性(xing)炭相比，納(na)(na)米(mi)活(huo)性(xing)炭在運河和(he)(he)(he)井水中(zhong)具有優(you)異的(de)砷酸鹽(yan)(yan)去除(chu)和(he)(he)(he)微(wei)堿性(xing)pH。

　　隨著活性炭(tan)納米(mi)技(ji)術的發(fa)展，人們一直在開發(fa)利用(yong)這些納米(mi)活性炭(tan)材料進(jin)行水處理的高表面體積(ji)比(bi)。*近證明(ming)了活性炭(tan)和(he)石(shi)墨烯基(ji)吸附(fu)劑(ji)用(yong)于去除(chu)(chu)汞(gong)、砷、鉻和(he)硒(xi)等金(jin)屬(shu)的吸附(fu)作用(yong)。與碳納米(mi)管和(he)石(shi)墨烯不同，活性炭(tan)納米(mi)結(jie)構具有(you)良(liang)好(hao)的生物相(xiang)容(rong)性。因此，納米(mi)活性炭(tan)可能是環境修(xiu)復(fu)應用(yong)的有(you)希望材料，如從水中去除(chu)(chu)有(you)害(hai)金(jin)屬(shu)。

　　球形(xing)納米活性炭材料

　　在前溶液中(zhong)加入金(jin)(jin)屬(shu)鹽，加熱分解(jie)，形成(cheng)金(jin)(jin)屬(shu)氧化物(wu)(wu)納米(mi)(mi)顆(ke)粒(li)，作(zuo)為(wei)碳(tan)水化合物(wu)(wu)源(yuan)碳(tan)化的成(cheng)核點。合成(cheng)蝕刻去除金(jin)(jin)屬(shu)氧化物(wu)(wu)納米(mi)(mi)顆(ke)粒(li)，留下(xia)高多孔活(huo)(huo)性炭(圖1A)。活(huo)(huo)性炭中(zhong)金(jin)(jin)屬(shu)氧化物(wu)(wu)納米(mi)(mi)顆(ke)粒(li)的尺寸可以通過調(diao)整(zheng)前體的比例來控制(zhi)，從而控制(zhi)孔徑。因此，該合成(cheng)方(fang)法可用于吸附金(jin)(jin)，活(huo)(huo)性炭材料的起源(yuan)和物(wu)(wu)理化學(xue)性質（如(ru)表面積、微(wei)孔）差異很大，隔(ge)離沉積物(wu)(wu)PBDEs對效果了解(jie)較少。

　　根(gen)據不同(tong)的原(yuan)(yuan)料(liao)(liao)、燃燒方法和廣泛的可(ke)用(yong)性和應(ying)用(yong)，選擇活性炭(tan)(tan)(tan)、木炭(tan)(tan)(tan)和生物(wu)炭(tan)(tan)(tan)三種不同(tong)的材(cai)料(liao)(liao)。活性炭(tan)(tan)(tan)。木炭(tan)(tan)(tan)來(lai)源于4000木質素(su)材(cai)料(liao)(liao)°C下的燃燒。原(yuan)(yuan)料(liao)(liao)為(wei)4000生物(wu)炭(tan)(tan)(tan)樣品℃由不完全燃燒引(yin)起的。將所有(you)活性炭(tan)(tan)(tan)材(cai)料(liao)(liao)研磨成100目(mu)(0.149mm使用(yong)前在室溫下儲存(cun)孔徑(jing))。以(yi)上分析了(le)活性炭(tan)(tan)(tan)材(cai)料(liao)(liao)OC含量。使用(yong)表面積(ji)分析儀BET氮等溫線測定比表面積(ji)(SSA)和微孔率。活性炭(tan)(tan)(tan)、生物(wu)炭(tan)(tan)(tan)、木炭(tan)(tan)(tan)。

　　為了(le)(le)比較活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)材料(liao)降低沉(chen)積(ji)(ji)物(wu)(wu)中(zhong)不含(han)多溴二(er)苯醚(mi)的(de)C的(de)有效性(xing)(xing)，在(zai)用于纖維(wei)暴(bao)露之前，用活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)，木炭(tan)(tan)或生物(wu)(wu)炭(tan)(tan)對(dui)JL和SD修(xiu)(xiu)正了(le)(le)沉(chen)積(ji)(ji)物(wu)(wu)。在(zai)沉(chen)淀物(wu)(wu)中(zhong)加入1000μg/ kg每種多溴二(er)苯醚(mi)同源物(wu)(wu)，如上述(shu)平衡(heng)7天，然后(hou)在(zai)0(未修(xiu)(xiu)正對(dui)照)，0.5，1.0，1.5，3.0和6.與活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)、木炭(tan)(tan)或生物(wu)(wu)炭(tan)(tan)混(hun)合(he)。基于沉(chen)積(ji)(ji)物(wu)(wu)干重(zhong)的(de)%。120年活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)修(xiu)(xiu)正沉(chen)積(ji)(ji)物(wu)(wu)rpm產生下混(hun)合(he)7天PBDE污染(ran)沉(chen)積(ji)(ji)物(wu)(wu)樣(yang)品。等份的(de)修(xiu)(xiu)正沉(chen)淀物(wu)(wu)(1).0g，干重(zhong))，一片1cm PDMS纖維(wei)和1.5mL水(shui)置(zhi)于20mL用玻璃瓶測量C 自由(you)度如上所述(shu)PBDEs。7天后(hou)，回(hui)收PDMS纖維(wei)，提取和分析。

　　活(huo)性炭(tan)沉積在(zai)混合條件下PDMS纖(xian)維吸收(shou)動力學。

　　多溴聯(lian)苯醚中活性炭類型的(de)差異(yi)

　　通過活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)吸附(fu)或隔離平(ping)衡(heng)PBDEs反(fan)映了它(ta)們(men)PDMS纖維(C PDMS)檢測到的水平(ping)變(bian)化(hua)。在JL在沉積(ji)物(wu)中(zhong)，隨(sui)著(zhu)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)的修(xiu)正(zheng)，C PDMS顯著(zhu)下(xia)(xia)降(jiang)，并且活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)的類型之間的減少不同(tong)(圖(tu)2)。例(li)如，當(dang)生物(wu)炭(tan)用于(yu)0時(shi).5%修(xiu)正(zheng)JL沉積(ji)物(wu)時(shi)，C PDMS30水平(ping)降(jiang)低到未沉降(jiang)沉積(ji)物(wu)中(zhong).0-67.8%。木炭(tan)(29.7-63.5%的效(xiao)果與生物(wu)炭(tan)相(xiang)似(圖(tu)2)。相(xiang)比之下(xia)(xia)，活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)修(xiu)正(zheng)沉積(ji)物(wu)C PDMS下(xia)(xia)降(jiang)幅(fu)度較(jiao)大(圖(tu)2)。例(li)如，在0中(zhong).5%活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)的JL對(dui)于(yu)不同(tong)的同(tong)源物(wu)，C PDMS降(jiang)至未改進處理(li)水平(ping)1.8-8.1%。平(ping)均(jun)而言，添(tian)加(jia)1.0%的活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)導(dao)致所(suo)選活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)BDE同(tong)系物(wu)的C PDMS將1降(jiang)低到對(dui)照水平(ping).7-5.9%表(biao)明活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)在沉積(ji)物(wu)中(zhong)螯合PBDEs能(neng)力遠(yuan)高于(yu)其他黑碳材料(liao)。

　　沉積在水中PDMS纖維(wei)上的(de)BDE 47(A)，85(B)，99(C)，100(D)，153(E)和(he)154(F)不同類型活(huo)性(xing)炭(tan)的(de)濃度(du)隔(ge)離效果(guo)。

　　本研究(jiu)(jiu)開發了一種測量(liang)沉積物(wu)中(zhong)不含多溴(xiu)(xiu)二(er)苯(ben)醚(mi)的(de)(de)方法C，該方法進(jin)一步用(yong)(yong)于(yu)比(bi)較不同(tong)(tong)的(de)(de)活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)材(cai)料(liao)C free密(mi)封多溴(xiu)(xiu)聯(lian)苯(ben)醚(mi)的(de)(de)效率。研究(jiu)(jiu)結果表明，雖然(ran)(ran)不含多溴(xiu)(xiu)二(er)苯(ben)醚(mi)的(de)(de)C通過活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)修(xiu)正減(jian)少，但不同(tong)(tong)類型的(de)(de)活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)之間存在(zai)很(hen)大差(cha)異，活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)比(bi)生物(wu)炭(tan)(tan)(tan)(tan)或木炭(tan)(tan)(tan)(tan)更(geng)有效。此(ci)外，由(you)于(yu)微孔(kong)(kong)分布(bu)不同(tong)(tong)，活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)優先隔(ge)離低溴(xiu)(xiu)化(hua)(hua)溴(xiu)(xiu)化(hua)(hua)BDE，生物(wu)炭(tan)(tan)(tan)(tan)或木炭(tan)(tan)(tan)(tan)表現出(chu)高(gao)溴(xiu)(xiu)化(hua)(hua)溴(xiu)(xiu)化(hua)(hua)二(er)苯(ben)醚(mi)的(de)(de)選(xuan)擇性(xing)吸附(fu)。減(jian)少C.同(tong)(tong)一活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)修(xiu)正案(an)的(de)(de)沉積物(wu)之間的(de)(de)免(mian)費(fei)差(cha)異很(hen)大，而且更(geng)高(gao)OC含量(liang)似乎(hu)抑(yi)制了炭(tan)(tan)(tan)(tan)黑的(de)(de)作用(yong)(yong)。另一方面，由(you)于(yu)天然(ran)(ran)有機物(wu)或膠(jiao)體可能(neng)競(jing)爭吸附(fu)位點或阻塞微孔(kong)(kong)，活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)(de)隔(ge)離能(neng)力可能(neng)會因老(lao)(lao)化(hua)(hua)效應而發生變化(hua)(hua)。因此(ci)，在(zai)應用(yong)(yong)于(yu)污(wu)染沉積物(wu)原位修(xiu)復之前(qian)，需要(yao)進(jin)一步了解活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)多溴(xiu)(xiu)二(er)苯(ben)醚(mi)等老(lao)(lao)化(hua)(hua)情況HOCs對活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)類型的(de)(de)隔(ge)離和(he)依賴(lai)。