活性炭納米材料去除砷酸鹽

　　與傳統(tong)活(huo)性(xing)(xing)炭相比，活(huo)性(xing)(xing)炭納(na)(na)(na)米(mi)(mi)材(cai)料(liao)具(ju)(ju)有(you)(you)較高(gao)的(de)(de)表(biao)(biao)面體積比，吸引了環(huan)境污(wu)染(ran)物(wu)和(he)(he)有(you)(you)害(hai)金屬的(de)(de)注意。但由于(yu)酸性(xing)(xing)表(biao)(biao)面官能團(tuan)，碳納(na)(na)(na)米(mi)(mi)管和(he)(he)石墨(mo)烯對(dui)從水中去除(chu)氧代(dai)陰(yin)離(li)(li)子無(wu)效。在(zai)(zai)這里，我們展示了去離(li)(li)子水溶液中對(dui)砷酸鹽和(he)(he)硒(xi)酸鹽的(de)(de)良好吸附。納(na)(na)(na)米(mi)(mi)活(huo)性(xing)(xing)炭的(de)(de)關(guan)鍵特點(dian)是去除(chu)金屬氧化物(wu)納(na)(na)(na)米(mi)(mi)顆粒的(de)(de)微孔(kong)和(he)(he)堿性(xing)(xing)表(biao)(biao)面基團(tuan)的(de)(de)存在(zai)(zai)。與商業活(huo)性(xing)(xing)炭相比，納(na)(na)(na)米(mi)(mi)活(huo)性(xing)(xing)炭在(zai)(zai)運河和(he)(he)井水中具(ju)(ju)有(you)(you)優異的(de)(de)砷酸鹽去除(chu)和(he)(he)微堿性(xing)(xing)pH。

　　隨著(zhu)活性(xing)(xing)炭納(na)米技術的發展，人(ren)們一直在(zai)開發利用(yong)這些(xie)納(na)米活性(xing)(xing)炭材(cai)料進行水(shui)處理(li)的高表面體積比。*近證明了活性(xing)(xing)炭和石(shi)墨烯基(ji)吸附(fu)劑用(yong)于(yu)去除汞(gong)、砷、鉻和硒等金屬(shu)的吸附(fu)作用(yong)。與碳納(na)米管和石(shi)墨烯不同(tong)，活性(xing)(xing)炭納(na)米結構具有(you)良(liang)好的生物相容性(xing)(xing)。因(yin)此(ci)，納(na)米活性(xing)(xing)炭可(ke)能是環境修復應用(yong)的有(you)希望材(cai)料，如從水(shui)中去除有(you)害金屬(shu)。

　　球形納米活性炭材料

　　在前溶液中(zhong)加(jia)入金(jin)屬鹽，加(jia)熱(re)分解(jie)，形成(cheng)金(jin)屬氧化(hua)物(wu)(wu)納(na)米顆粒(li)(li)(li)，作為(wei)碳水化(hua)合(he)物(wu)(wu)源碳化(hua)的(de)成(cheng)核點。合(he)成(cheng)蝕刻去除(chu)金(jin)屬氧化(hua)物(wu)(wu)納(na)米顆粒(li)(li)(li)，留(liu)下高多孔活性炭(tan)(圖(tu)1A)。活性炭(tan)中(zhong)金(jin)屬氧化(hua)物(wu)(wu)納(na)米顆粒(li)(li)(li)的(de)尺寸可(ke)以通過(guo)調整前體(ti)的(de)比(bi)例來控(kong)制，從(cong)而控(kong)制孔徑。因此，該合(he)成(cheng)方(fang)法(fa)可(ke)用于吸附金(jin)，活性炭(tan)材料(liao)的(de)起源和物(wu)(wu)理化(hua)學(xue)性質（如表面積、微(wei)孔）差異(yi)很(hen)大，隔離沉積物(wu)(wu)PBDEs對效果了解(jie)較少。

　　根據不同的原(yuan)料、燃燒(shao)方法(fa)和廣泛的可用(yong)(yong)性(xing)(xing)(xing)和應用(yong)(yong)，選擇(ze)活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)、木炭(tan)和生物(wu)炭(tan)三種不同的材料。活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)。木炭(tan)來源(yuan)于(yu)4000木質素材料°C下的燃燒(shao)。原(yuan)料為4000生物(wu)炭(tan)樣(yang)品℃由不完全燃燒(shao)引起的。將所有(you)活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)材料研磨(mo)成100目(mu)(0.149mm使用(yong)(yong)前在室溫(wen)(wen)下儲存(cun)孔徑)。以上(shang)分(fen)析了活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)材料OC含量。使用(yong)(yong)表(biao)面積分(fen)析儀BET氮等溫(wen)(wen)線測(ce)定比表(biao)面積(SSA)和微(wei)孔率。活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)、生物(wu)炭(tan)、木炭(tan)。

　　為了比較(jiao)活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)材料降低(di)沉積(ji)物(wu)(wu)中不(bu)含多溴二苯(ben)醚的C的有(you)效性(xing)(xing)，在用于(yu)(yu)纖(xian)(xian)維暴露(lu)之前，用活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)，木炭(tan)(tan)或生物(wu)(wu)炭(tan)(tan)對(dui)JL和(he)SD修(xiu)正了沉積(ji)物(wu)(wu)。在沉淀(dian)物(wu)(wu)中加入1000μg/ kg每(mei)種多溴二苯(ben)醚同源物(wu)(wu)，如(ru)上述平(ping)衡7天(tian)(tian)，然后(hou)在0(未修(xiu)正對(dui)照)，0.5，1.0，1.5，3.0和(he)6.與活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)、木炭(tan)(tan)或生物(wu)(wu)炭(tan)(tan)混(hun)合(he)(he)。基于(yu)(yu)沉積(ji)物(wu)(wu)干重的%。120年活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)修(xiu)正沉積(ji)物(wu)(wu)rpm產生下混(hun)合(he)(he)7天(tian)(tian)PBDE污染沉積(ji)物(wu)(wu)樣(yang)品。等份的修(xiu)正沉淀(dian)物(wu)(wu)(1).0g，干重)，一片1cm PDMS纖(xian)(xian)維和(he)1.5mL水置于(yu)(yu)20mL用玻璃瓶測(ce)量(liang)C 自由(you)度如(ru)上所(suo)述PBDEs。7天(tian)(tian)后(hou)，回收PDMS纖(xian)(xian)維，提取和(he)分析。

　　活性炭沉積在(zai)混合條件下PDMS纖維吸收(shou)動力學。

　　多溴聯苯(ben)醚中活性炭(tan)類型的(de)差(cha)異

　　通(tong)過活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)吸(xi)附或隔(ge)離平(ping)(ping)衡PBDEs反映了它們PDMS纖維(C PDMS)檢測到的(de)(de)水(shui)平(ping)(ping)變化。在JL在沉(chen)(chen)積(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)中(zhong)(zhong)，隨著活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)的(de)(de)修(xiu)(xiu)正，C PDMS顯著下降(jiang)，并且活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)的(de)(de)類型之(zhi)間的(de)(de)減少不(bu)同(tong)(圖(tu)2)。例如，當生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)炭(tan)(tan)(tan)用于(yu)0時.5%修(xiu)(xiu)正JL沉(chen)(chen)積(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)時，C PDMS30水(shui)平(ping)(ping)降(jiang)低到未沉(chen)(chen)降(jiang)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)中(zhong)(zhong).0-67.8%。木炭(tan)(tan)(tan)(29.7-63.5%的(de)(de)效果(guo)與生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)炭(tan)(tan)(tan)相似(圖(tu)2)。相比之(zhi)下，活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)修(xiu)(xiu)正沉(chen)(chen)積(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)C PDMS下降(jiang)幅度(du)較大(圖(tu)2)。例如，在0中(zhong)(zhong).5%活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)的(de)(de)JL對于(yu)不(bu)同(tong)的(de)(de)同(tong)源(yuan)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1.0%的(de)(de)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)導致所選活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)BDE同(tong)系物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)C PDMS將1降(jiang)低到對照水(shui)平(ping)(ping).7-5.9%表明活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)在沉(chen)(chen)積(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)中(zhong)(zhong)螯合PBDEs能力遠高于(yu)其他黑碳材料(liao)。

　　沉積(ji)在水(shui)中(zhong)PDMS纖維上(shang)的BDE 47(A)，85(B)，99(C)，100(D)，153(E)和154(F)不同類型活性炭的濃度(du)隔離效果。

　　本研(yan)究開發了一種測(ce)量(liang)沉(chen)(chen)積物(wu)中不(bu)(bu)含(han)多(duo)溴(xiu)二苯(ben)醚(mi)的(de)(de)方(fang)法C，該方(fang)法進一步用(yong)(yong)于(yu)比較不(bu)(bu)同的(de)(de)活性(xing)炭(tan)(tan)材料C free密封多(duo)溴(xiu)聯(lian)苯(ben)醚(mi)的(de)(de)效率(lv)。研(yan)究結果(guo)表明，雖然(ran)不(bu)(bu)含(han)多(duo)溴(xiu)二苯(ben)醚(mi)的(de)(de)C通過(guo)活性(xing)炭(tan)(tan)修(xiu)正(zheng)減少，但不(bu)(bu)同類(lei)型的(de)(de)活性(xing)炭(tan)(tan)之間存在很(hen)大差異(yi)，活性(xing)炭(tan)(tan)比生物(wu)炭(tan)(tan)或木(mu)炭(tan)(tan)更有效。此外，由于(yu)微孔分布(bu)不(bu)(bu)同，活性(xing)炭(tan)(tan)優先隔(ge)離低溴(xiu)化溴(xiu)化BDE，生物(wu)炭(tan)(tan)或木(mu)炭(tan)(tan)表現出高溴(xiu)化溴(xiu)化二苯(ben)醚(mi)的(de)(de)選擇性(xing)吸附(fu)。減少C.同一活性(xing)炭(tan)(tan)修(xiu)正(zheng)案(an)的(de)(de)沉(chen)(chen)積物(wu)之間的(de)(de)免費差異(yi)很(hen)大，而(er)且(qie)更高OC含(han)量(liang)似乎抑制了炭(tan)(tan)黑的(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)。另一方(fang)面(mian)，由于(yu)天然(ran)有機物(wu)或膠體可能競爭吸附(fu)位(wei)點(dian)或阻塞(sai)微孔，活性(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)隔(ge)離能力(li)可能會因(yin)老化效應而(er)發生變化。因(yin)此，在應用(yong)(yong)于(yu)污染沉(chen)(chen)積物(wu)原位(wei)修(xiu)復(fu)之前，需(xu)要進一步了解活性(xing)炭(tan)(tan)多(duo)溴(xiu)二苯(ben)醚(mi)等老化情況HOCs對活性(xing)炭(tan)(tan)類(lei)型的(de)(de)隔(ge)離和依(yi)賴(lai)。