活性炭吸附回收氯化鈀離子

　　本(ben)期(qi)介紹了活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)(tan)上氯化(hua)(hua)鈀(ba)復合離子的吸附(fu)(fu)過程。隨著溫度的升高(gao)，發(fa)(fa)現活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)(tan)可以增(zeng)強吸附(fu)(fu)效果(guo)。結果(guo)表(biao)明(ming)，鈀(ba)復合物可以與存(cun)在于活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)(tan)表(biao)面的官(guan)能(neng)團發(fa)(fa)生反應。推平(ping)衡(heng)常數(shu)、熱量和吸附(fu)(fu)熵等(deng)熱力學參數(shu)。活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)(tan)吸附(fu)(fu)氯化(hua)(hua)鈀(ba)(II)二(er)氯氧化(hua)(hua)鈀(ba)或二(er)氯化(hua)(hua)鈀(ba)在活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)(tan)表(biao)面形成。

　　經(jing)過(guo)大量的(de)(de)(de)實例測試，活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)可(ke)以(yi)從水溶(rong)液(ye)(ye)(ye)中(zhong)吸(xi)(xi)(xi)(xi)收(shou)重金屬。例如(ru)，從廢水中(zhong)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)去(qu)除鎘(II)，汞(gong)(II)，和(he)(he)鉛(II)可(ke)以(yi)給(gei)離(li)子。然而(er)，即(ji)使溶(rong)液(ye)(ye)(ye)中(zhong)的(de)(de)(de)濃度很低，鉑、鈀(ba)(ba)、金等貴金屬也(ye)可(ke)以(yi)這(zhe)樣(yang)提取。因此，這(zhe)些金屬可(ke)以(yi)從通常在(zai)(zai)(zai)再循環(huan)過(guo)程中(zhong)產生(sheng)的(de)(de)(de)稀(xi)釋(shi)水溶(rong)液(ye)(ye)(ye)中(zhong)回收(shou)。活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)過(guo)程的(de)(de)(de)機理取決于溶(rong)液(ye)(ye)(ye)等初始條件pH，金屬離(li)子的(de)(de)(de)溫度和(he)(he)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)形式。例如(ru)，在(zai)(zai)(zai)氰(qing)化物(wu)溶(rong)液(ye)(ye)(ye)中(zhong)，鈀(ba)(ba)有2 它非常穩定，很容易被活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)。很明顯，與氰(qing)化物(wu)配合(he)物(wu)相比，Pd(II)氯化物(wu)配合(he)物(wu)的(de)(de)(de)穩定性(xing)(xing)較(jiao)差(cha)。幾(ji)份報告顯示，鈀(ba)(ba)在(zai)(zai)(zai)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)過(guo)程中(zhong)(II)還(huan)原(yuan)成金屬形式。因此，我們研究了恢(hui)復反應的(de)(de)(de)可(ke)能條件。本工作的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)是(shi)研究和(he)(he)描述使用活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)作為吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)劑Pd(II)離(li)子回收(shou)條件，找(zhao)出這(zhe)種活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)是(shi)否也(ye)是(shi)Pd(II)復合(he)還(huan)原(yuan)劑。

　　還應該(gai)提到的是，活(huo)性(xing)炭(tan)比離(li)子(zi)交換劑(ji)便(bian)宜得多(duo)，因為這個事實，它可能對回收過程更有吸引力。溫度和(he)鈀(II)初始濃度的影響。為此(ci)，利用我們新開發的活(huo)性(xing)炭(tan)，這種活(huo)性(xing)炭(tan)可以形式，使其更容易從溶(rong)液(ye)中分離(li)出來。這種活(huo)性(xing)炭(tan)通(tong)常由椰子(zi)殼制(zhi)成。此(ci)外，顆(ke)粒(li)具有較高的機械強度和(he)較大的表(biao)面(mian)積。*后(hou)，由于制(zhi)造過程中的化學處理（蒸汽和(he)正磷酸(suan)活(huo)化），該(gai)活(huo)性(xing)炭(tan)具有明顯的官能團(tuan)表(biao)面(mian)濃度（約18m mol·g-一(yi)、能起到還原劑(ji)或離(li)子(zi)的作用。

　　氯化鈀復(fu)合離子(zi)初始(shi)濃(nong)度對活性炭吸附的影響。試驗條(tiao)件(jian)：pH1，Cl-=0.1mol·kg-1。

　　鈀初(chu)始濃度(du)對活(huo)性炭吸(xi)附的影響(xiang)

　　活性炭的(de)(de)吸(xi)(xi)附能力(li)與其表(biao)面及其孔隙率有(you)關(guan)。其次，研究了(le)氯(lv)化(hua)鈀離(li)子初始(shi)濃度(du)對(dui)活性(xing)炭添加后溶液中(zhong)(zhong)平衡(heng)濃度(du)的(de)(de)影響。根(gen)據(ju)Lambert-Beer在(zai)這(zhe)(zhe)些(xie)波長(chang)下，溶液吸(xi)(xi)光度(du)的(de)(de)降低和溶液中(zhong)(zhong)的(de)(de)定(ding)(ding)律Pd(II)濃度(du)降低成正比。假設(she)這(zhe)(zhe)種(zhong)減少對(dui)應(ying)于活性(xing)炭表(biao)面吸(xi)(xi)附的(de)(de)鈀的(de)(de)量。根(gen)據(ju)計算的(de)(de)Pd(II)濃度(du)隨時間變化(hua)，導致沉積過程中(zhong)(zhong)的(de)(de)動力(li)曲(qu)線。注冊動力(li)學曲(qu)線，[PdCl 4 圖1顯示(shi)兩(liang)對(dui)時間。溶液中(zhong)(zhong)可(ke)以觀察到PdCl 4 2-濃度(du)接近恒定(ding)(ding)值(zhi)，不等于零。在(zai)這(zhe)(zhe)種(zhong)情況下，這(zhe)(zhe)種(zhong)觀察是*重要的(de)(de)，因為它表(biao)明間的(de)(de)氯(lv)化(hua)鈀(II)絡合物的(de)(de)平衡(heng)分布。該平衡(heng)存在(zai)于系統中(zhong)(zhong)，可(ke)以提供吸(xi)(xi)附過程中(zhong)(zhong)的(de)(de)熱力(li)學信(xin)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射光電子能譜分析研究(jiu)

　　材(cai)料(liao)在吸附(fu)過程前后的(de)完整性XPS光譜(pu)如圖2所示。考慮到觀察到的(de)溶液(ye)Pd(II)估計鈀(ba)負荷等于0.7%(m/m)。從鈀(ba)峰(feng)可以看(kan)出。對這一(yi)峰(feng)值進(jin)行更深(shen)入的(de)分析，可以為我(wo)們提供鈀(ba)電子結(jie)構的(de)信息(xi)。

　　(A)活性炭的(de)SEM分析(xi)，(B)選擇區(qu)域放大(da)率，(C和(he)D)吸附(fu)氯化鈀(II)復合離子后EDS截(jie)面(mian)分析(xi)。

　　用掃描顯微(wei)鏡分析樣(yang)品(pin)。吸附試驗后的活性炭樣(yang)品(pin)為(wei)60℃干(gan)燥。然后將顆粒(li)分成兩部分，用砂紙(造粒(li)1000)拋光獲(huo)得(de)的表(biao)面，直(zhi)到表(biao)面平整。EDS分析。加速電壓等于20kV。獲(huo)得(de)的結(jie)果如圖3所示。

　　活性炭解吸(xi)過(guo)程的效率(lv)。

　　鈀在活性炭表面剝離

　　當活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭表(biao)面有(you)二氯(lv)化(hua)鈀(ba)(ba)時(shi)(shi)，應按方程解(jie)(jie)(jie)吸(xi)。因此(ci)，解(jie)(jie)(jie)吸(xi)試(shi)(shi)驗(yan)在室溫(20℃)使用(yong)100cm3鹽(yan)酸(suan)(suan)(濃度為(wei)1mol·kg-1)或(huo)100cm3的(de)(de)(de)高氯(lv)酸(suan)(suan)鹽(yan)(濃度1mol.kg-1)。必須提(ti)到(dao)(dao)的(de)(de)(de)是(shi)，吸(xi)附實驗(yan)正(zheng)在進行中pH等于(yu)1下，汽提(ti)過(guo)程在pH等于(yu)0下。由鈀(ba)(ba)(II)負荷活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭樣(yang)品取自以往的(de)(de)(de)吸(xi)附試(shi)(shi)驗(yan)。預加(jia)載(zai)的(de)(de)(de)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭通過(guo)過(guo)濾與(yu)溶液(ye)分(fen)離(li)，然(ran)后(hou)(hou)在60℃下干燥。然(ran)后(hou)(hou)將(jiang)干燥的(de)(de)(de)預加(jia)載(zai)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭與(yu)鹽(yan)酸(suan)(suan)溶液(ye)混合。大約10個月的(de)(de)(de)解(jie)(jie)(jie)吸(xi)試(shi)(shi)驗(yan)。前兩天，我在溶液(ye)中觀察(cha)到(dao)(dao)鈀(ba)(ba)(II)濃度的(de)(de)(de)快速增加(jia)*終(zhong)在12天后(hou)(hou)獲得(de)恒定值(zhi)。這些結果(guo)如圖4所(suo)示作為(wei)黑色方塊(kuai)。樣(yang)品在接下來的(de)(de)(de)10個月里留(liu)在溶液(ye)中，以確保這確實是(shi)*終(zhong)的(de)(de)(de)平衡。此(ci)時(shi)(shi)后(hou)(hou)獲得(de)的(de)(de)(de)值(zhi)顯示為(wei)紅(hong)點。過(guo)量的(de)(de)(de)鹽(yan)酸(suan)(suan)是(shi)顯而(er)易見(jian)的(de)(de)(de)，它應該(gai)足(zu)以溶解(jie)(jie)(jie)二氯(lv)化(hua)鈀(ba)(ba)。結果(guo)表(biao)明，平衡狀(zhuang)態(tai)(tai)不受時(shi)(shi)間(jian)的(de)(de)(de)影(ying)響，表(biao)明觀察(cha)到(dao)(dao)的(de)(de)(de)狀(zhuang)態(tai)(tai)是(shi)*終(zhong)狀(zhuang)態(tai)(tai)。實驗(yan)期間(jian)似乎只(zhi)有(you)約50-65%的(de)(de)(de)鈀(ba)(ba)(II)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭表(biao)面可以洗脫物(wu)質(zhi)。如上(shang)所(suo)述，施用(yong)過(guo)量鹽(yan)酸(suan)(suan)。因此(ci)，一方面，不完全洗脫是(shi)可以的(de)(de)(de)Pd2 OCl2的(de)(de)(de)形成解(jie)(jie)(jie)釋或(huo)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭表(biao)面的(de)(de)(de)另一種(zhong)鈀(ba)(ba)(II)化(hua)合物(wu)。另一方面，它可能只(zhi)與(yu)不同于(yu)初始(shi)狀(zhuang)態(tai)(tai)的(de)(de)(de)新平衡狀(zhuang)態(tai)(tai)有(you)關。用(yong)于(yu)**次(ci)解(jie)(jie)(jie)吸(xi)試(shi)(shi)驗(yan)的(de)(de)(de)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭進行簡單的(de)(de)(de)第二次(ci)解(jie)(jie)(jie)吸(xi)試(shi)(shi)驗(yan)。實驗(yan)條件和程序與(yu)**次(ci)解(jie)(jie)(jie)吸(xi)試(shi)(shi)驗(yan)相同。觀察(cha)到(dao)(dao)鈀(ba)(ba)(II)洗脫又發(fa)生了(le)。*初的(de)(de)(de)24小時(shi)(shi)后(hou)(hou)，剩余鈀(ba)(ba)高達17%(II)2個月后(hou)(hou)，總解(jie)(jie)(jie)吸(xi)效(xiao)率達到(dao)(dao)98.4%的(de)(de)(de)水平。

　　結果表明，氯化(hua)鈀(ba)(ba)(ba)被活性炭(tan)化(hua)學吸附(II)二氯化(hua)二鈀(ba)(ba)(ba)或二氯化(hua)鈀(ba)(ba)(ba)在(zai)(zai)(zai)活性炭(tan)表面(mian)形成，活性炭(tan)表面(mian)無(wu)金屬鈀(ba)(ba)(ba)。活性炭(tan)的容量取決于(yu)取決于(yu)實驗條件℃溫度可達(da)42mg·g-1的水(shui)平(ping)。在(zai)(zai)(zai)60℃在(zai)(zai)(zai)溫度下，負(fu)載隨溫度升(sheng)高(gao)至67mg·g-而略有(you)增加。鈀(ba)(ba)(ba)的吸附過程應在(zai)(zai)(zai)盡可能低(di)的溫度下進行。