重金屬中活性炭的電(dian)吸附

　　活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)在重金屬中的(de)(de)(de)電(dian)吸(xi)(xi)(xi)附在之(zhi)前的(de)(de)(de)介紹中有(you)很多關于使用活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)吸(xi)(xi)(xi)附劑去(qu)除金屬和(he)金屬化合(he)物的(de)(de)(de)數據，但(dan)通(tong)常不低(di)微克·L -1的(de)(de)(de)水平。然(ran)而，在某些情況下，通(tong)過(guo)施(shi)加電(dian)位控制的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)附/解吸(xi)(xi)(xi)或(huo)ES / ED(即電(dian)場內固體吸(xi)(xi)(xi)附劑上的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)附/解吸(xi)(xi)(xi)附)為了提(ti)高活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)(de)容量(liang)，可以顯著提(ti)高活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)吸(xi)(xi)(xi)附劑的(de)(de)(de)有(you)效性(xing)，促進其后(hou)續再生。

　　負(fu)和(he)中(zhong)性(xing)物質(zhi)的(de)吸附平衡取決(jue)于(yu)電(dian)極(ji)電(dian)荷(he)(he)(he)。表面負(fu)載的(de)偏振依(yi)賴性(xing)與零(ling)電(dian)荷(he)(he)(he)的(de)電(dian)勢(shi)有關，即25E PZC，吸附溶液中(zhong)的(de)特定(ding)濃度。中(zhong)性(xing)物質(zhi)在(zai)E PZC隨著表面變得陰極(ji)或陽極(ji)，正負(fu)電(dian)物質(zhi)的(de)負(fu)荷(he)(he)(he)分別(bie)增加。非極(ji)化電(dian)極(ji)很(hen)容(rong)易理解這些相互作用(yong)。然而，由(you)于(yu)其表面官能團、異構(gou)大力表面和(he)粒子之間(jian)的(de)復雜電(dian)位分布，它們并不(bu)直接適用(yong)于(yu)活性(xing)炭。

　　數據顯示，顆粒狀活性炭的電化學再生效率高達95%。還研究了負載苯酚的椰殼活性炭的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)化學再生(sheng)，發(fa)現再生(sheng)效率高達85%。還觀察(cha)到，陰(yin)極(ji)比陽極(ji)再生(sheng)約20%的(de)(de)苯(ben)(ben)(ben)酚(fen)(fen)好(hao)(hao)。假NaCl電(dian)(dian)(dian)解(jie)質(zhi))到CO 電(dian)(dian)(dian)化學氧化與水(shui)。由(you)于鈉陽離子遷移(yi)到陰(yin)極(ji)，有兩種方法可以幫助(zhu)苯(ben)(ben)(ben)酚(fen)(fen)解(jie)吸(xi)：苯(ben)(ben)(ben)酚(fen)(fen)鈉的(de)(de)形成，它不能很(hen)好(hao)(hao)地吸(xi)附(fu)在碳表面； 并在陰(yin)極(ji)附(fu)近(jin)增(zeng)加局(ju)部pH這也(ye)降低了(le)活(huo)性炭(tan)吸(xi)附(fu)劑對苯(ben)(ben)(ben)酚(fen)(fen)的(de)(de)吸(xi)附(fu)能力。由(you)于濃度極(ji)化效應的(de)(de)降低和外部傳質(zhi)的(de)(de)改(gai)善，發(fa)現溶液的(de)(de)混合(he)也(ye)改(gai)善了(le)電(dian)(dian)(dian)極(ji)吸(xi)收。

　　現在我們開(kai)始研究活(huo)性炭(tan)的電吸(xi)附(fu)選擇(ze)。本研究的吸(xi)附(fu)劑是(shi)蒸汽活(huo)化(hua)褐煤生產(chan)的酸洗顆粒(li)活(huo)性炭(tan)。比(bi)表(biao)面積(ji)、總(zong)細孔體積(ji)、平(ping)均粒(li)徑和pH PZC這種吸(xi)附(fu)劑是(shi)650米2 ·克(ke)-1，0.95毫升·克(ke)-1，分別為1.3毫米，6.3毫米。20多(duo)年(nian)來，金豐活(huo)性炭(tan)一直被(bei)用作(zuo)水(shui)溶液(ye)系統中(zhong)重金屬等物(wu)質的吸(xi)附(fu)劑。

　　研究步(bu)驟:500毫升5000ml分(fen)批實(shi)驗 mg·L -1 NaCl支持電(dian)(dian)解(jie)(jie)質(zhi)。用(yong)原(yuan)子吸(xi)收標準制備所(suo)需濃度的砷(shen)和(he)鉻(ge)電(dian)(dian)解(jie)(jie)質(zhi)。使用(yong)As 2 O 3和(he)(NH 4)2 Cr 2 O 制備砷(shen)和(he)鉻(ge)標準物， 分(fen)別。使用(yong)氯化(hua)鎳(II)和(he)硝酸鐵(III)制備含有(you)Ni(II)和(he)Fe(III)工作電(dian)(dian)解(jie)(jie)質(zhi)。用(yong)于制備標準產(chan)品。所(suo)有(you)實(shi)驗設備均采用(yong)A級容量(liang)玻(bo)璃器皿制備，定量(liang)清洗采用(yong)標準實(shi)驗室(shi)程序(xu)。用(yong)移液(ye)管分(fen)配原(yuan)子吸(xi)收標準液(ye)，制備工作電(dian)(dian)解(jie)(jie)液(ye)時。

　　圖顯示(shi)了分批電池用于實驗的(de)示(shi)意圖。它由兩個相同(tong)的(de)鉑網(wang)集電器(qi)(基于99.9%的(de)金屬，100×100目，0.0762mm直徑(jing)(jing)導線)和Pt導線(基于99.95%的(de)金屬，0.025mm直徑(jing)(jing))編織到(dao)網(wang)電連接； 三個PVC墊圈(quan)(9/16.25”外徑(jing)(jing)，0.0625厚(hou)度)；兩個聚丙(bing)烯(xi)網(wang)狀板(121×121目，1.25”外徑(jing)(jing)); 兩個橡膠墊圈(quan)(9/16內徑(jing)(jing)，1.25”外徑(jing)(jing)，0.0625“厚(hou)度)，活性(xing)炭吸(xi)附劑顆(ke)粒(li)作為單層填充到(dao)*下(xia)面的(de)鉑網(wang)上，在*下(xia)面的(de)墊圈(quan)的(de)中心腔內。用四個細胞PTFE機(ji)器(qi)螺釘

　　500ml將(jiang)電解質裝入(ru)批量電池中。電化學(xue)電位由直流電源供電。允許正(zheng)常吸(xi)附(fu)(fu)、電吸(xi)附(fu)(fu)和電極吸(xi)附(fu)(fu)。同時，用100-1000移液管取1000ml樣品。所(suo)有樣品根據USEPA方(fang)法(fa)200.保存(cun)51，稀釋1毫升.5莫爾-1 HNO。

　　通過(guo)石墨(mo)爐(lu)原子(zi)吸收光譜(pu)法(GFAAS)和(he)Perkin Elmer 4100 ZL金屬分(fen)(fen)析(xi)塞曼(man)原子(zi)吸收光譜(pu)儀。GFAA通過(guo)定期分(fen)(fen)析(xi)標準，參(can)考(kao)物質(zhi)1640的(de)準確性(NIST)監測該標準的(de)參(can)考(kao)材(cai)料含砷為(wei)(wei)26.71±0.42μg·L -1。在對一系(xi)列實(shi)驗樣(yang)品(pin)的(de)典型分(fen)(fen)析(xi)中(zhong)，每5個樣(yang)品(pin)進行分(fen)(fen)析(xi)NIST標準。作為(wei)(wei)典型精(jing)度的(de)例子(zi)，一次分(fen)(fen)析(xi)結(jie)果NIST 1640砷濃度為(wei)(wei)25.9μg·L -1.基于14次重復分(fen)(fen)析(xi)，標準偏差(cha)為(wei)(wei)1.7%; 這些結(jie)果是本文所(suo)有分(fen)(fen)析(xi)的(de)典型結(jie)果。

　　為了更好地研究活性炭(tan)表面的(de)電(dian)吸(xi)附(fu)(fu)/電(dian)極(ji)吸(xi)附(fu)(fu)，活性炭(tan)是一種相對無(wu)效的(de)正常無(wu)輔助吸(xi)附(fu)(fu)劑，含(han)水量為0.15-0.30 g·L -用于含(han)有的(de)無(wu)機砷(shen)Ca的(de)電(dian)解質。100μg·L -1砷(shen)(pH 4.5)。陽極(ji)電(dian)化(hua)學電(dian)位在(zai)活性炭(tan)上(shang)的(de)應用導(dao)致電(dian)吸(xi)附(fu)(fu)增強的(de)吸(xi)收，伴隨著(zhu)電(dian)極(ji)表面陰(yin)離子豐富的(de)電(dian)化(hua)學雙(shuang)層帶電(dian)。還證實了在(zai)施(shi)1.50V陰(yin)極(ji)電(dian)勢可接近(jin)100%再(zai)生吸(xi)附(fu)(fu)劑。

　　其它(ta)金(jin)屬(shu)離子的存在已被證(zheng)明對活性(xing)炭上(shang)砷的電極吸附有顯著(zhu)而復雜的影(ying)響(xiang)，這是正(zheng)常的、無輔助的。鉻系統中(zhong)的吸收(shou)機(ji)制已被證(zheng)明是鉻濃度，仍(reng)然(ran)(ran)是調查的主(zhu)題。鉻的存在導致比含鎳(nie)系統更大的吸收(shou)  1.25V電吸附電位(wei)。然(ran)(ran)而，將陽極電位(wei)增(zeng)加到  1.50V導致As-Ni比As-Cr更大的砷吸收(shou)系統。

　　已(yi)經表(biao)明(ming)Fe(III)其存在(zai)顯(xian)著增強了(le)活性炭(tan)上砷(shen)的電(dian)吸(xi)附。在(zai)研究中(zhong)As-Cr，As-Fe，As-Ni體系中(zhong)，As-Fe該系統表(biao)現出(chu)*大的吸(xi)收砷(shen)，并在(zai)1.75V陰極電(dian)勢以*高(gao)效率(lv)再生。在(zai)鐵下電(dian)吸(xi)附中(zhong)觀察(cha)到(dao)的行為(wei)可能是正確的ZVI修復技術的機理/應用影響很大。