活性炭納米材料去除砷酸鹽

　　與傳統活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)相(xiang)比，活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)納(na)米(mi)(mi)材(cai)料具有較高的(de)(de)(de)表面體積比，吸引(yin)了環境污染物和(he)(he)有害(hai)金屬(shu)的(de)(de)(de)注意(yi)。但由于酸性(xing)(xing)表面官能團，碳納(na)米(mi)(mi)管和(he)(he)石墨烯對從(cong)水中去除氧代陰(yin)離子無效。在這里(li)，我們展示了去離子水溶(rong)液中對砷(shen)酸鹽(yan)和(he)(he)硒酸鹽(yan)的(de)(de)(de)良(liang)好吸附。納(na)米(mi)(mi)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)(de)關鍵(jian)特點是(shi)去除金屬(shu)氧化物納(na)米(mi)(mi)顆粒的(de)(de)(de)微孔和(he)(he)堿(jian)性(xing)(xing)表面基團的(de)(de)(de)存在。與商(shang)業活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)相(xiang)比，納(na)米(mi)(mi)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)在運河和(he)(he)井水中具有優異的(de)(de)(de)砷(shen)酸鹽(yan)去除和(he)(he)微堿(jian)性(xing)(xing)pH。

　　隨著活(huo)性(xing)炭納米(mi)技術的(de)發展(zhan)，人們一直(zhi)在開發利用(yong)這些納米(mi)活(huo)性(xing)炭材料進行水(shui)處理的(de)高表(biao)面體積比。*近證明了活(huo)性(xing)炭和石墨烯基吸(xi)附(fu)劑用(yong)于(yu)去除汞、砷、鉻和硒等金屬(shu)的(de)吸(xi)附(fu)作用(yong)。與碳納米(mi)管和石墨烯不(bu)同(tong)，活(huo)性(xing)炭納米(mi)結構(gou)具(ju)有(you)良好的(de)生物(wu)相容性(xing)。因此，納米(mi)活(huo)性(xing)炭可能是環境修復應用(yong)的(de)有(you)希望(wang)材料，如從水(shui)中去除有(you)害金屬(shu)。

　　球形納米活性(xing)炭材(cai)料

　　在(zai)前溶(rong)液中加入(ru)金(jin)屬鹽(yan)，加熱分解(jie)，形(xing)成(cheng)金(jin)屬氧化物(wu)納(na)米顆粒，作為碳(tan)水化合物(wu)源碳(tan)化的(de)(de)成(cheng)核點(dian)。合成(cheng)蝕刻(ke)去(qu)除金(jin)屬氧化物(wu)納(na)米顆粒，留下高多孔活性炭(圖1A)。活性炭中金(jin)屬氧化物(wu)納(na)米顆粒的(de)(de)尺(chi)寸(cun)可(ke)以通過調(diao)整前體的(de)(de)比例來控(kong)制，從而控(kong)制孔徑。因此，該合成(cheng)方法可(ke)用于吸附金(jin)，活性炭材(cai)料的(de)(de)起(qi)源和物(wu)理化學性質（如表(biao)面(mian)積、微孔）差異(yi)很大，隔(ge)離沉積物(wu)PBDEs對效果了解(jie)較少。

　　根據不同的(de)原料、燃(ran)燒(shao)方法和(he)廣泛(fan)的(de)可用(yong)(yong)(yong)性和(he)應用(yong)(yong)(yong)，選擇活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)(tan)、木炭(tan)(tan)(tan)和(he)生(sheng)(sheng)物炭(tan)(tan)(tan)三種不同的(de)材料。活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)(tan)。木炭(tan)(tan)(tan)來源于4000木質(zhi)素(su)材料°C下的(de)燃(ran)燒(shao)。原料為4000生(sheng)(sheng)物炭(tan)(tan)(tan)樣品(pin)℃由不完全燃(ran)燒(shao)引起的(de)。將(jiang)所(suo)有活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)(tan)材料研磨成100目(0.149mm使用(yong)(yong)(yong)前在室溫下儲存(cun)孔(kong)徑)。以上分(fen)析(xi)(xi)了(le)活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)(tan)材料OC含量。使用(yong)(yong)(yong)表面積分(fen)析(xi)(xi)儀(yi)BET氮等溫線測定比表面積(SSA)和(he)微孔(kong)率。活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)(tan)、生(sheng)(sheng)物炭(tan)(tan)(tan)、木炭(tan)(tan)(tan)。

　　為了比(bi)較(jiao)活性(xing)炭(tan)材(cai)料(liao)降低沉積(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)(wu)中不含多溴二苯(ben)醚的(de)C的(de)有效性(xing)，在(zai)(zai)(zai)用(yong)于纖(xian)維(wei)暴(bao)露之(zhi)前(qian)，用(yong)活性(xing)炭(tan)，木(mu)炭(tan)或生物(wu)(wu)(wu)(wu)炭(tan)對(dui)JL和(he)SD修(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)正了沉積(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)(wu)。在(zai)(zai)(zai)沉淀物(wu)(wu)(wu)(wu)中加(jia)入1000μg/ kg每(mei)種多溴二苯(ben)醚同源物(wu)(wu)(wu)(wu)，如上述平衡7天(tian)，然后在(zai)(zai)(zai)0(未修(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)正對(dui)照(zhao))，0.5，1.0，1.5，3.0和(he)6.與活性(xing)炭(tan)、木(mu)炭(tan)或生物(wu)(wu)(wu)(wu)炭(tan)混合(he)。基于沉積(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)(wu)干重的(de)%。120年活性(xing)炭(tan)修(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)正沉積(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)(wu)rpm產(chan)生下混合(he)7天(tian)PBDE污(wu)染沉積(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)(wu)樣品。等份的(de)修(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)正沉淀物(wu)(wu)(wu)(wu)(1).0g，干重)，一片(pian)1cm PDMS纖(xian)維(wei)和(he)1.5mL水(shui)置(zhi)于20mL用(yong)玻璃瓶測量(liang)C 自(zi)由度如上所述PBDEs。7天(tian)后，回收PDMS纖(xian)維(wei)，提取和(he)分析。

　　活性炭沉(chen)積在混合條(tiao)件下PDMS纖維吸收動力學。

　　多(duo)溴聯苯醚中活性炭(tan)類型的差異(yi)

　　通過活(huo)性(xing)炭吸附或隔離平(ping)(ping)衡PBDEs反映了它們PDMS纖(xian)維(C PDMS)檢測到的(de)水(shui)平(ping)(ping)變化(hua)。在(zai)(zai)(zai)JL在(zai)(zai)(zai)沉(chen)積物(wu)(wu)(wu)中(zhong)(zhong)，隨著活(huo)性(xing)炭的(de)修正，C PDMS顯著下降(jiang)，并且(qie)活(huo)性(xing)炭的(de)類(lei)型之(zhi)間的(de)減少不(bu)同(圖2)。例(li)如，當生物(wu)(wu)(wu)炭用于(yu)(yu)0時.5%修正JL沉(chen)積物(wu)(wu)(wu)時，C PDMS30水(shui)平(ping)(ping)降(jiang)低到未沉(chen)降(jiang)沉(chen)積物(wu)(wu)(wu)中(zhong)(zhong).0-67.8%。木(mu)炭(29.7-63.5%的(de)效果(guo)與生物(wu)(wu)(wu)炭相(xiang)似(si)(圖2)。相(xiang)比之(zhi)下，活(huo)性(xing)炭修正沉(chen)積物(wu)(wu)(wu)C PDMS下降(jiang)幅度(du)較大(圖2)。例(li)如，在(zai)(zai)(zai)0中(zhong)(zhong).5%活(huo)性(xing)炭的(de)JL對(dui)于(yu)(yu)不(bu)同的(de)同源物(wu)(wu)(wu)，C PDMS降(jiang)至未改進處理水(shui)平(ping)(ping)1.8-8.1%。平(ping)(ping)均而言，添(tian)加(jia)1.0%的(de)活(huo)性(xing)炭導(dao)致所選(xuan)活(huo)性(xing)炭BDE同系(xi)物(wu)(wu)(wu)的(de)C PDMS將1降(jiang)低到對(dui)照水(shui)平(ping)(ping).7-5.9%表明活(huo)性(xing)炭在(zai)(zai)(zai)沉(chen)積物(wu)(wu)(wu)中(zhong)(zhong)螯合PBDEs能(neng)力(li)遠(yuan)高于(yu)(yu)其他黑碳(tan)材料。

　　沉(chen)積在(zai)水中PDMS纖維(wei)上(shang)的(de)BDE 47(A)，85(B)，99(C)，100(D)，153(E)和154(F)不同類型活性炭的(de)濃度(du)隔離效果。

　　本研(yan)究開發(fa)了一種測量(liang)沉(chen)積物(wu)(wu)中(zhong)不含(han)(han)多溴(xiu)(xiu)二(er)苯(ben)醚的(de)(de)(de)方法C，該方法進一步用于比較(jiao)不同(tong)的(de)(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)材(cai)料C free密封(feng)多溴(xiu)(xiu)聯苯(ben)醚的(de)(de)(de)效率。研(yan)究結果(guo)表明，雖然(ran)(ran)不含(han)(han)多溴(xiu)(xiu)二(er)苯(ben)醚的(de)(de)(de)C通過活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)修(xiu)正減少，但不同(tong)類型的(de)(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)之間(jian)存(cun)在(zai)很大差(cha)異，活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)比生(sheng)物(wu)(wu)炭(tan)(tan)或木炭(tan)(tan)更有效。此外，由于微孔(kong)(kong)分布不同(tong)，活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)優先(xian)隔(ge)(ge)離低溴(xiu)(xiu)化(hua)溴(xiu)(xiu)化(hua)BDE，生(sheng)物(wu)(wu)炭(tan)(tan)或木炭(tan)(tan)表現出高(gao)溴(xiu)(xiu)化(hua)溴(xiu)(xiu)化(hua)二(er)苯(ben)醚的(de)(de)(de)選(xuan)擇(ze)性(xing)(xing)(xing)吸附(fu)(fu)。減少C.同(tong)一活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)修(xiu)正案的(de)(de)(de)沉(chen)積物(wu)(wu)之間(jian)的(de)(de)(de)免費(fei)差(cha)異很大，而(er)且(qie)更高(gao)OC含(han)(han)量(liang)似乎(hu)抑制了炭(tan)(tan)黑的(de)(de)(de)作用。另一方面，由于天(tian)然(ran)(ran)有機物(wu)(wu)或膠體可能(neng)競爭吸附(fu)(fu)位點或阻塞(sai)微孔(kong)(kong)，活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)(de)隔(ge)(ge)離能(neng)力(li)可能(neng)會因(yin)老(lao)(lao)化(hua)效應而(er)發(fa)生(sheng)變化(hua)。因(yin)此，在(zai)應用于污染沉(chen)積物(wu)(wu)原位修(xiu)復之前，需要進一步了解活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)多溴(xiu)(xiu)二(er)苯(ben)醚等老(lao)(lao)化(hua)情況HOCs對活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)類型的(de)(de)(de)隔(ge)(ge)離和(he)依賴。