活性炭吸附回收氯化鈀離子

　　本期介紹(shao)了活性(xing)炭(tan)(tan)上氯(lv)化(hua)(hua)鈀(ba)(ba)復合離子(zi)的吸附過程。隨著溫度的升高，發現活性(xing)炭(tan)(tan)可以(yi)增強吸附效果。結果表明，鈀(ba)(ba)復合物可以(yi)與存在(zai)于活性(xing)炭(tan)(tan)表面的官能(neng)團(tuan)發生反應。推平衡常數、熱(re)量和吸附熵等熱(re)力學(xue)參數。活性(xing)炭(tan)(tan)吸附氯(lv)化(hua)(hua)鈀(ba)(ba)(II)二氯(lv)氧化(hua)(hua)鈀(ba)(ba)或二氯(lv)化(hua)(hua)鈀(ba)(ba)在(zai)活性(xing)炭(tan)(tan)表面形成(cheng)。

　　經過大量(liang)的(de)實(shi)例測試，活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)可(ke)(ke)以(yi)從水(shui)溶液(ye)中(zhong)(zhong)吸(xi)(xi)(xi)(xi)收(shou)(shou)重金(jin)(jin)屬(shu)。例如(ru)(ru)，從廢水(shui)中(zhong)(zhong)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)去除鎘(II)，汞(II)，和鉛(II)可(ke)(ke)以(yi)給離子。然(ran)而，即(ji)使溶液(ye)中(zhong)(zhong)的(de)濃度(du)(du)很(hen)低，鉑、鈀、金(jin)(jin)等貴(gui)金(jin)(jin)屬(shu)也(ye)可(ke)(ke)以(yi)這樣(yang)提取(qu)。因此(ci)，這些金(jin)(jin)屬(shu)可(ke)(ke)以(yi)從通常在再(zai)循(xun)環過程中(zhong)(zhong)產(chan)生的(de)稀釋水(shui)溶液(ye)中(zhong)(zhong)回收(shou)(shou)。活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)過程的(de)機(ji)理取(qu)決于(yu)溶液(ye)等初始條件(jian)pH，金(jin)(jin)屬(shu)離子的(de)溫度(du)(du)和吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)形式(shi)。例如(ru)(ru)，在氰化(hua)物(wu)溶液(ye)中(zhong)(zhong)，鈀有2 它(ta)非常穩定，很(hen)容易(yi)被活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)。很(hen)明(ming)顯，與(yu)氰化(hua)物(wu)配合物(wu)相比，Pd(II)氯化(hua)物(wu)配合物(wu)的(de)穩定性(xing)(xing)較差(cha)。幾份報告顯示，鈀在活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)過程中(zhong)(zhong)(II)還(huan)原(yuan)成金(jin)(jin)屬(shu)形式(shi)。因此(ci)，我們研究了恢(hui)復反應的(de)可(ke)(ke)能條件(jian)。本工作(zuo)的(de)目的(de)是(shi)研究和描述(shu)使用活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)作(zuo)為吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)劑Pd(II)離子回收(shou)(shou)條件(jian)，找出這種活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)是(shi)否也(ye)是(shi)Pd(II)復合還(huan)原(yuan)劑。

　　還應該(gai)提到的是，活性炭比離子(zi)交換劑(ji)(ji)便(bian)宜得多，因為(wei)這個事實，它(ta)可能對回收(shou)過程更有(you)吸引力。溫度和鈀(II)初始濃(nong)度的影響。為(wei)此，利用我(wo)們新開發(fa)的活性炭，這種活性炭可以形式，使其更容易從(cong)溶液中分離出來。這種活性炭通常由(you)椰(ye)子(zi)殼制成。此外，顆粒具(ju)有(you)較(jiao)高的機械強度和較(jiao)大的表面積(ji)。*后，由(you)于制造(zao)過程中的化學處理（蒸汽和正磷(lin)酸活化），該(gai)活性炭具(ju)有(you)明顯(xian)的官能團(tuan)表面濃(nong)度（約18m mol·g-一、能起到還原劑(ji)(ji)或離子(zi)的作(zuo)用。

　　氯化鈀(ba)復(fu)合離子(zi)初始濃度對活性炭吸附的影響。試驗條(tiao)件：pH1，Cl-=0.1mol·kg-1。

　　鈀初始濃度對活性炭吸(xi)附的(de)影響

　　活性炭的(de)(de)吸(xi)附(fu)能力與其(qi)(qi)表面(mian)及其(qi)(qi)孔(kong)隙率有關。其(qi)(qi)次，研究了氯化鈀離子初(chu)始濃(nong)(nong)(nong)度(du)對活性(xing)炭(tan)添加(jia)后溶液中(zhong)(zhong)平衡(heng)(heng)(heng)濃(nong)(nong)(nong)度(du)的(de)(de)影響。根據(ju)Lambert-Beer在這些(xie)波長下，溶液吸(xi)光度(du)的(de)(de)降低和溶液中(zhong)(zhong)的(de)(de)定律Pd(II)濃(nong)(nong)(nong)度(du)降低成正比(bi)。假設(she)這種(zhong)減少對應(ying)于(yu)活性(xing)炭(tan)表面(mian)吸(xi)附(fu)的(de)(de)鈀的(de)(de)量。根據(ju)計算(suan)的(de)(de)Pd(II)濃(nong)(nong)(nong)度(du)隨時(shi)間變化，導致(zhi)沉積過程(cheng)中(zhong)(zhong)的(de)(de)動力曲(qu)線(xian)。注冊動力學曲(qu)線(xian)，[PdCl 4 圖(tu)1顯示兩對時(shi)間。溶液中(zhong)(zhong)可(ke)以(yi)觀察到PdCl 4 2-濃(nong)(nong)(nong)度(du)接近恒定值(zhi)，不等于(yu)零。在這種(zhong)情況下，這種(zhong)觀察是*重要的(de)(de)，因為它表明間的(de)(de)氯化鈀(II)絡合物的(de)(de)平衡(heng)(heng)(heng)分布。該平衡(heng)(heng)(heng)存(cun)在于(yu)系統中(zhong)(zhong)，可(ke)以(yi)提供吸(xi)附(fu)過程(cheng)中(zhong)(zhong)的(de)(de)熱力學信息。

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

　　X射(she)光(guang)電子能譜分析研究

　　材料在吸(xi)附過程前后的(de)完整性XPS光譜(pu)如圖2所示。考慮到(dao)(dao)觀(guan)察到(dao)(dao)的(de)溶液Pd(II)估計鈀(ba)負荷等于0.7%(m/m)。從鈀(ba)峰(feng)可(ke)(ke)以(yi)看出。對(dui)這一峰(feng)值進行更深入(ru)的(de)分析，可(ke)(ke)以(yi)為我們提供鈀(ba)電子結構的(de)信息。

　　(A)活性炭(tan)的SEM分(fen)析，(B)選擇區(qu)域放大率(lv)，(C和D)吸(xi)附氯化鈀(II)復合離子后EDS截面分(fen)析。

　　用掃描顯(xian)微鏡分析樣(yang)品。吸(xi)附試(shi)驗后的活性炭樣(yang)品為60℃干燥。然(ran)后將顆粒分成兩部分，用砂紙(造粒1000)拋(pao)光獲(huo)得的表面，直到表面平整(zheng)。EDS分析。加(jia)速(su)電壓(ya)等于20kV。獲(huo)得的結果(guo)如圖(tu)3所示。

　　活(huo)性炭解(jie)吸過程的效率。

　　鈀(ba)在活(huo)性炭表面剝離

　　當活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭表面(mian)有(you)二(er)氯(lv)化(hua)鈀時，應按(an)方(fang)程解(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)吸(xi)(xi)。因此，解(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)吸(xi)(xi)試(shi)驗(yan)(yan)在(zai)室溫(20℃)使用(yong)(yong)100cm3鹽(yan)(yan)(yan)酸(濃(nong)(nong)度為(wei)1mol·kg-1)或100cm3的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)氯(lv)酸鹽(yan)(yan)(yan)(濃(nong)(nong)度1mol.kg-1)。必須提(ti)(ti)到(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)，吸(xi)(xi)附(fu)實(shi)驗(yan)(yan)正在(zai)進(jin)行中pH等(deng)于(yu)1下(xia)，汽(qi)提(ti)(ti)過程在(zai)pH等(deng)于(yu)0下(xia)。由鈀(II)負荷活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭樣(yang)(yang)品(pin)取自以往的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)試(shi)驗(yan)(yan)。預加載(zai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭通過過濾與(yu)(yu)(yu)(yu)溶液分離，然(ran)(ran)后(hou)(hou)(hou)在(zai)60℃下(xia)干燥。然(ran)(ran)后(hou)(hou)(hou)將干燥的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)預加載(zai)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭與(yu)(yu)(yu)(yu)鹽(yan)(yan)(yan)酸溶液混(hun)合(he)。大約10個(ge)(ge)月(yue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)解(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)吸(xi)(xi)試(shi)驗(yan)(yan)。前兩天，我在(zai)溶液中觀察到(dao)鈀(II)濃(nong)(nong)度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)快速增加*終(zhong)在(zai)12天后(hou)(hou)(hou)獲得恒定值。這些結果(guo)如圖4所(suo)示(shi)(shi)作為(wei)黑色(se)方(fang)塊。樣(yang)(yang)品(pin)在(zai)接下(xia)來(lai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)10個(ge)(ge)月(yue)里留在(zai)溶液中，以確(que)(que)保這確(que)(que)實(shi)是(shi)*終(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)平(ping)(ping)衡。此時后(hou)(hou)(hou)獲得的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)值顯(xian)示(shi)(shi)為(wei)紅點。過量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鹽(yan)(yan)(yan)酸是(shi)顯(xian)而易見的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)，它應該足以溶解(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)二(er)氯(lv)化(hua)鈀。結果(guo)表明，平(ping)(ping)衡狀態不受時間的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響，表明觀察到(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)狀態是(shi)*終(zhong)狀態。實(shi)驗(yan)(yan)期間似乎(hu)只(zhi)有(you)約50-65%的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鈀(II)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭表面(mian)可(ke)以洗(xi)脫物質。如上所(suo)述，施用(yong)(yong)過量鹽(yan)(yan)(yan)酸。因此，一方(fang)面(mian)，不完全(quan)洗(xi)脫是(shi)可(ke)以的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)Pd2 OCl2的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)形成(cheng)解(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)釋或活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭表面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)另一種鈀(II)化(hua)合(he)物。另一方(fang)面(mian)，它可(ke)能(neng)只(zhi)與(yu)(yu)(yu)(yu)不同(tong)于(yu)初始狀態的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)新(xin)平(ping)(ping)衡狀態有(you)關。用(yong)(yong)于(yu)**次(ci)解(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)吸(xi)(xi)試(shi)驗(yan)(yan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭進(jin)行簡單(dan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)第二(er)次(ci)解(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)吸(xi)(xi)試(shi)驗(yan)(yan)。實(shi)驗(yan)(yan)條件和程序與(yu)(yu)(yu)(yu)**次(ci)解(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)吸(xi)(xi)試(shi)驗(yan)(yan)相同(tong)。觀察到(dao)鈀(II)洗(xi)脫又發(fa)生了(le)。*初的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)24小時后(hou)(hou)(hou)，剩余鈀高(gao)(gao)達(da)17%(II)2個(ge)(ge)月(yue)后(hou)(hou)(hou)，總解(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)吸(xi)(xi)效率達(da)到(dao)98.4%的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)水平(ping)(ping)。

　　結果表(biao)(biao)明，氯(lv)化鈀被活(huo)性炭化學吸附(fu)(II)二氯(lv)化二鈀或二氯(lv)化鈀在(zai)活(huo)性炭表(biao)(biao)面(mian)形成，活(huo)性炭表(biao)(biao)面(mian)無金屬(shu)鈀。活(huo)性炭的(de)(de)容量取決于(yu)取決于(yu)實驗條件℃溫(wen)度(du)可達42mg·g-1的(de)(de)水平。在(zai)60℃在(zai)溫(wen)度(du)下，負載隨溫(wen)度(du)升高至67mg·g-而略有增加。鈀的(de)(de)吸附(fu)過(guo)程應在(zai)盡(jin)可能低(di)的(de)(de)溫(wen)度(du)下進行(xing)。