活性炭吸附回收氯化鈀離子

　　本(ben)期介紹了活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)上氯(lv)(lv)化(hua)鈀(ba)復合離子的(de)吸附(fu)過程。隨(sui)著溫(wen)度的(de)升高(gao)，發(fa)現活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)可以增強(qiang)吸附(fu)效果。結果表明，鈀(ba)復合物可以與存在(zai)于(yu)活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)表面(mian)的(de)官能團發(fa)生反應。推平衡常(chang)數、熱(re)量和吸附(fu)熵(shang)等(deng)熱(re)力(li)學參(can)數。活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)吸附(fu)氯(lv)(lv)化(hua)鈀(ba)(II)二氯(lv)(lv)氧化(hua)鈀(ba)或二氯(lv)(lv)化(hua)鈀(ba)在(zai)活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)表面(mian)形(xing)成。

　　經過(guo)大量的(de)(de)(de)(de)實例測試，活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)可(ke)(ke)(ke)以從水(shui)溶液(ye)(ye)(ye)中吸(xi)收重金(jin)屬(shu)。例如，從廢水(shui)中吸(xi)附(fu)(fu)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)去(qu)除鎘(ge)(II)，汞(II)，和鉛(qian)(II)可(ke)(ke)(ke)以給(gei)離子(zi)(zi)。然而，即使溶液(ye)(ye)(ye)中的(de)(de)(de)(de)濃(nong)度很(hen)低，鉑、鈀、金(jin)等(deng)貴金(jin)屬(shu)也(ye)可(ke)(ke)(ke)以這樣提取。因此(ci)，這些(xie)金(jin)屬(shu)可(ke)(ke)(ke)以從通常在(zai)再循環(huan)過(guo)程(cheng)中產生的(de)(de)(de)(de)稀釋水(shui)溶液(ye)(ye)(ye)中回(hui)收。活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)吸(xi)附(fu)(fu)過(guo)程(cheng)的(de)(de)(de)(de)機理取決于溶液(ye)(ye)(ye)等(deng)初始條(tiao)(tiao)件(jian)pH，金(jin)屬(shu)離子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)溫度和吸(xi)附(fu)(fu)形式。例如，在(zai)氰化物(wu)(wu)溶液(ye)(ye)(ye)中，鈀有2 它非常穩定(ding)，很(hen)容(rong)易被活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)吸(xi)附(fu)(fu)。很(hen)明顯，與氰化物(wu)(wu)配(pei)合物(wu)(wu)相比，Pd(II)氯化物(wu)(wu)配(pei)合物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)穩定(ding)性(xing)(xing)(xing)較差。幾份報告顯示，鈀在(zai)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)吸(xi)附(fu)(fu)過(guo)程(cheng)中(II)還(huan)原成金(jin)屬(shu)形式。因此(ci)，我們研究了恢復反(fan)應的(de)(de)(de)(de)可(ke)(ke)(ke)能(neng)條(tiao)(tiao)件(jian)。本工(gong)作的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)是(shi)研究和描述使用活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)吸(xi)附(fu)(fu)作為吸(xi)附(fu)(fu)劑Pd(II)離子(zi)(zi)回(hui)收條(tiao)(tiao)件(jian)，找出這種活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)是(shi)否也(ye)是(shi)Pd(II)復合還(huan)原劑。

　　還應該(gai)提到(dao)的(de)(de)是(shi)，活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭比離(li)子交換劑(ji)便宜得多，因為(wei)這(zhe)個事實，它(ta)可能對回收過程更(geng)有(you)吸引(yin)力。溫度和(he)鈀(II)初始濃度的(de)(de)影響(xiang)。為(wei)此，利用我們新開發(fa)的(de)(de)活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭，這(zhe)種活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭可以(yi)形式，使其更(geng)容易從(cong)溶液中分離(li)出來。這(zhe)種活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭通(tong)常由(you)椰子殼制(zhi)成。此外，顆粒具有(you)較高的(de)(de)機(ji)械強度和(he)較大的(de)(de)表面積(ji)。*后(hou)，由(you)于(yu)制(zhi)造過程中的(de)(de)化學處理(li)（蒸汽和(he)正磷酸活(huo)(huo)(huo)化），該(gai)活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭具有(you)明顯的(de)(de)官能團表面濃度（約18m mol·g-一(yi)、能起到(dao)還原劑(ji)或(huo)離(li)子的(de)(de)作用。

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

　　鈀初始濃度對活性炭吸附的影響

　　活性炭的(de)吸(xi)附能力與(yu)其(qi)(qi)表(biao)面及其(qi)(qi)孔隙(xi)率有關(guan)。其(qi)(qi)次，研究了(le)氯化鈀(ba)(ba)(ba)離(li)子初始濃(nong)(nong)度(du)對(dui)活性(xing)炭(tan)添加后溶(rong)(rong)液(ye)中(zhong)(zhong)平衡濃(nong)(nong)度(du)的(de)影響。根據(ju)Lambert-Beer在(zai)(zai)這(zhe)些波長(chang)下(xia)，溶(rong)(rong)液(ye)吸(xi)光度(du)的(de)降(jiang)低和溶(rong)(rong)液(ye)中(zhong)(zhong)的(de)定律Pd(II)濃(nong)(nong)度(du)降(jiang)低成正比。假設這(zhe)種減少對(dui)應于活性(xing)炭(tan)表(biao)面吸(xi)附的(de)鈀(ba)(ba)(ba)的(de)量。根據(ju)計算(suan)的(de)Pd(II)濃(nong)(nong)度(du)隨時(shi)(shi)間變化，導致(zhi)沉(chen)積過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)的(de)動(dong)力曲線。注冊動(dong)力學曲線，[PdCl 4 圖1顯示兩對(dui)時(shi)(shi)間。溶(rong)(rong)液(ye)中(zhong)(zhong)可(ke)以(yi)觀察到PdCl 4 2-濃(nong)(nong)度(du)接(jie)近恒定值，不等(deng)于零(ling)。在(zai)(zai)這(zhe)種情況下(xia)，這(zhe)種觀察是(shi)*重要的(de)，因(yin)為它表(biao)明間的(de)氯化鈀(ba)(ba)(ba)(II)絡合物的(de)平衡分布(bu)。該平衡存(cun)在(zai)(zai)于系統中(zhong)(zhong)，可(ke)以(yi)提(ti)供吸(xi)附過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)的(de)熱力學信(xin)息。

　　吸附鈀(ba)(II)活(huo)性炭光(guang)譜前(qian)后，[PdCl 4 2-]0=5×10-4mol·kg-1，[C]=1.67g·dm-3，pH1，T=60℃。

　　X射光電子(zi)能譜分析研究(jiu)

　　材料(liao)在(zai)吸附過程前后(hou)的(de)(de)完整(zheng)性(xing)XPS光(guang)譜(pu)如圖2所示(shi)。考慮(lv)到(dao)觀(guan)察(cha)到(dao)的(de)(de)溶液Pd(II)估計(ji)鈀負荷等于(yu)0.7%(m/m)。從(cong)鈀峰(feng)可(ke)以看(kan)出。對這一(yi)峰(feng)值(zhi)進行更(geng)深入的(de)(de)分析，可(ke)以為我們提供鈀電子結(jie)構(gou)的(de)(de)信息。

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

　　用(yong)掃描顯微鏡分(fen)析(xi)樣品(pin)。吸附試驗后(hou)的(de)活性(xing)炭樣品(pin)為60℃干燥(zao)。然后(hou)將(jiang)顆粒分(fen)成兩部分(fen)，用(yong)砂紙(造粒1000)拋(pao)光獲得(de)(de)的(de)表(biao)面，直到(dao)表(biao)面平整。EDS分(fen)析(xi)。加速電壓等于20kV。獲得(de)(de)的(de)結果如(ru)圖3所示。

　　活性炭解吸(xi)過程(cheng)的效率(lv)。

　　鈀在(zai)活性炭表(biao)面剝(bo)離(li)

　　當活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)表(biao)面(mian)有(you)(you)二(er)氯化(hua)(hua)鈀(ba)時(shi)，應按方(fang)程(cheng)解(jie)(jie)吸(xi)(xi)。因此，解(jie)(jie)吸(xi)(xi)試(shi)驗(yan)在(zai)室溫(20℃)使用100cm3鹽(yan)酸(濃度為(wei)1mol·kg-1)或(huo)100cm3的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)氯酸鹽(yan)(濃度1mol.kg-1)。必須(xu)提到的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)(shi)，吸(xi)(xi)附實(shi)(shi)驗(yan)正在(zai)進(jin)行中(zhong)pH等于(yu)1下(xia)(xia)，汽提過程(cheng)在(zai)pH等于(yu)0下(xia)(xia)。由鈀(ba)(II)負荷活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)樣品取(qu)自以往的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)吸(xi)(xi)附試(shi)驗(yan)。預加載的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)通過過濾(lv)與(yu)溶液(ye)(ye)(ye)分離，然后(hou)在(zai)60℃下(xia)(xia)干燥。然后(hou)將干燥的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)預加載活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)與(yu)鹽(yan)酸溶液(ye)(ye)(ye)混合(he)(he)。大約(yue)(yue)10個月(yue)(yue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)解(jie)(jie)吸(xi)(xi)試(shi)驗(yan)。前兩天(tian)，我(wo)在(zai)溶液(ye)(ye)(ye)中(zhong)觀(guan)察(cha)(cha)到鈀(ba)(II)濃度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)快速增加*終(zhong)在(zai)12天(tian)后(hou)獲得(de)恒定值(zhi)。這些(xie)結果(guo)如圖4所示作為(wei)黑(hei)色(se)方(fang)塊。樣品在(zai)接下(xia)(xia)來的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)10個月(yue)(yue)里留(liu)在(zai)溶液(ye)(ye)(ye)中(zhong)，以確保這確實(shi)(shi)是(shi)(shi)(shi)*終(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)平衡。此時(shi)后(hou)獲得(de)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)值(zhi)顯(xian)示為(wei)紅點。過量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鹽(yan)酸是(shi)(shi)(shi)顯(xian)而(er)易見的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)，它(ta)應該足以溶解(jie)(jie)二(er)氯化(hua)(hua)鈀(ba)。結果(guo)表(biao)明，平衡狀(zhuang)態不受時(shi)間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響，表(biao)明觀(guan)察(cha)(cha)到的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)狀(zhuang)態是(shi)(shi)(shi)*終(zhong)狀(zhuang)態。實(shi)(shi)驗(yan)期(qi)間(jian)似乎只(zhi)有(you)(you)約(yue)(yue)50-65%的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鈀(ba)(II)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)表(biao)面(mian)可以洗(xi)脫物質。如上所述，施用過量(liang)鹽(yan)酸。因此，一方(fang)面(mian)，不完全洗(xi)脫是(shi)(shi)(shi)可以的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)Pd2 OCl2的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)形成解(jie)(jie)釋或(huo)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)表(biao)面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)另一種(zhong)鈀(ba)(II)化(hua)(hua)合(he)(he)物。另一方(fang)面(mian)，它(ta)可能只(zhi)與(yu)不同于(yu)初(chu)始狀(zhuang)態的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)新平衡狀(zhuang)態有(you)(you)關。用于(yu)**次解(jie)(jie)吸(xi)(xi)試(shi)驗(yan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)進(jin)行簡單的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)第二(er)次解(jie)(jie)吸(xi)(xi)試(shi)驗(yan)。實(shi)(shi)驗(yan)條(tiao)件(jian)和程(cheng)序與(yu)**次解(jie)(jie)吸(xi)(xi)試(shi)驗(yan)相同。觀(guan)察(cha)(cha)到鈀(ba)(II)洗(xi)脫又發生了。*初(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)24小時(shi)后(hou)，剩余鈀(ba)高(gao)達17%(II)2個月(yue)(yue)后(hou)，總解(jie)(jie)吸(xi)(xi)效(xiao)率達到98.4%的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)平。

　　結果表(biao)明，氯(lv)化鈀(ba)被活(huo)性(xing)炭化學(xue)吸(xi)附(fu)(fu)(II)二(er)氯(lv)化二(er)鈀(ba)或二(er)氯(lv)化鈀(ba)在(zai)(zai)活(huo)性(xing)炭表(biao)面(mian)(mian)形成(cheng)，活(huo)性(xing)炭表(biao)面(mian)(mian)無金屬(shu)鈀(ba)。活(huo)性(xing)炭的(de)容量取(qu)決(jue)于取(qu)決(jue)于實驗條件℃溫(wen)度(du)可(ke)達42mg·g-1的(de)水平。在(zai)(zai)60℃在(zai)(zai)溫(wen)度(du)下，負載(zai)隨(sui)溫(wen)度(du)升高至67mg·g-而(er)略有增加。鈀(ba)的(de)吸(xi)附(fu)(fu)過程應(ying)在(zai)(zai)盡(jin)可(ke)能低的(de)溫(wen)度(du)下進行。