重金屬(shu)中活(huo)性炭的電(dian)吸附

　　活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)在重(zhong)金屬(shu)中的(de)(de)電吸(xi)(xi)(xi)(xi)附在之(zhi)前的(de)(de)介紹中有(you)很多關于使用活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附劑去除金屬(shu)和(he)金屬(shu)化合(he)物(wu)的(de)(de)數(shu)據，但(dan)通常不(bu)低微克·L -1的(de)(de)水平。然而，在某(mou)些(xie)情況(kuang)下，通過施加(jia)電位控(kong)制(zhi)的(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附/解(jie)吸(xi)(xi)(xi)(xi)或(huo)ES / ED(即電場內固體吸(xi)(xi)(xi)(xi)附劑上(shang)的(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附/解(jie)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附)為(wei)了提高活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)容(rong)量，可(ke)以顯著(zhu)提高活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附劑的(de)(de)有(you)效性(xing)(xing)(xing)，促進其后續再(zai)生。

　　負(fu)(fu)和中性物質的(de)(de)(de)吸附平衡取決于電極(ji)電荷。表(biao)(biao)面負(fu)(fu)載的(de)(de)(de)偏振依賴性與零電荷的(de)(de)(de)電勢有(you)關，即25E PZC，吸附溶液中的(de)(de)(de)特定濃度。中性物質在E PZC隨著表(biao)(biao)面變得陰極(ji)或陽極(ji)，正負(fu)(fu)電物質的(de)(de)(de)負(fu)(fu)荷分(fen)別增加。非極(ji)化電極(ji)很(hen)容易理(li)解這些相互作用(yong)。然而(er)，由于其(qi)表(biao)(biao)面官(guan)能團、異構大力表(biao)(biao)面和粒子(zi)之間的(de)(de)(de)復(fu)雜電位分(fen)布，它(ta)們并不直接適用(yong)于活性炭。

　　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)電化(hua)學(xue)再(zai)生(sheng)，發現再(zai)生(sheng)效(xiao)(xiao)率高達85%。還(huan)觀察到(dao)，陰極(ji)比陽極(ji)再(zai)生(sheng)約20%的(de)苯(ben)酚(fen)好。假NaCl電解質)到(dao)CO 電化(hua)學(xue)氧(yang)化(hua)與水(shui)。由(you)于(yu)(yu)鈉陽離子遷(qian)移到(dao)陰極(ji)，有(you)兩(liang)種方法可以幫助苯(ben)酚(fen)解吸：苯(ben)酚(fen)鈉的(de)形成，它不能(neng)很好地吸附在碳表面； 并在陰極(ji)附近增加局部(bu)pH這也降低(di)了(le)活性炭(tan)吸附劑對苯(ben)酚(fen)的(de)吸附能(neng)力。由(you)于(yu)(yu)濃度極(ji)化(hua)效(xiao)(xiao)應的(de)降低(di)和外部(bu)傳質的(de)改善，發現溶液的(de)混合也改善了(le)電極(ji)吸收。

　　現在我們開始研(yan)究活性(xing)炭(tan)的(de)(de)電吸(xi)(xi)附選擇。本(ben)研(yan)究的(de)(de)吸(xi)(xi)附劑是(shi)蒸汽活化褐煤(mei)生產的(de)(de)酸洗(xi)顆粒活性(xing)炭(tan)。比表面積(ji)、總細(xi)孔體積(ji)、平均粒徑和pH PZC這種(zhong)吸(xi)(xi)附劑是(shi)650米(mi)2 ·克(ke)-1，0.95毫升(sheng)·克(ke)-1，分別為1.3毫米(mi)，6.3毫米(mi)。20多(duo)年來，金豐活性(xing)炭(tan)一(yi)直被用作(zuo)水溶(rong)液系統中重金屬等物質的(de)(de)吸(xi)(xi)附劑。

　　研究步驟:500毫升5000ml分(fen)批實(shi)驗 mg·L -1 NaCl支持(chi)電(dian)解(jie)質(zhi)。用(yong)(yong)原(yuan)子(zi)(zi)吸收標(biao)(biao)(biao)準制(zhi)備(bei)(bei)所(suo)需濃(nong)度的砷(shen)和鉻電(dian)解(jie)質(zhi)。使用(yong)(yong)As 2 O 3和(NH 4)2 Cr 2 O 制(zhi)備(bei)(bei)砷(shen)和鉻標(biao)(biao)(biao)準物， 分(fen)別。使用(yong)(yong)氯化鎳(II)和硝酸鐵(III)制(zhi)備(bei)(bei)含有Ni(II)和Fe(III)工作電(dian)解(jie)質(zhi)。用(yong)(yong)于制(zhi)備(bei)(bei)標(biao)(biao)(biao)準產品。所(suo)有實(shi)驗設備(bei)(bei)均采用(yong)(yong)A級容量玻璃(li)器皿制(zhi)備(bei)(bei)，定(ding)量清洗采用(yong)(yong)標(biao)(biao)(biao)準實(shi)驗室程序(xu)。用(yong)(yong)移液管分(fen)配原(yuan)子(zi)(zi)吸收標(biao)(biao)(biao)準液，制(zhi)備(bei)(bei)工作電(dian)解(jie)液時。

　　圖顯示(shi)了分批電(dian)池用于(yu)實驗的(de)示(shi)意圖。它由兩(liang)個(ge)(ge)相同的(de)鉑(bo)網(wang)(wang)集(ji)電(dian)器(qi)(qi)(基(ji)于(yu)99.9%的(de)金屬，100×100目(mu)，0.0762mm直徑導線)和Pt導線(基(ji)于(yu)99.95%的(de)金屬，0.025mm直徑)編織(zhi)到(dao)網(wang)(wang)電(dian)連接； 三個(ge)(ge)PVC墊圈(9/16.25”外(wai)(wai)徑，0.0625厚(hou)度(du))；兩(liang)個(ge)(ge)聚丙(bing)烯網(wang)(wang)狀(zhuang)板(121×121目(mu)，1.25”外(wai)(wai)徑); 兩(liang)個(ge)(ge)橡膠墊圈(9/16內(nei)徑，1.25”外(wai)(wai)徑，0.0625“厚(hou)度(du))，活性炭吸附(fu)劑顆粒作為單層填(tian)充(chong)到(dao)*下面的(de)鉑(bo)網(wang)(wang)上(shang)，在*下面的(de)墊圈的(de)中心(xin)腔內(nei)。用四個(ge)(ge)細胞PTFE機器(qi)(qi)螺(luo)釘

　　500ml將電(dian)(dian)(dian)解質裝入批(pi)量電(dian)(dian)(dian)池中(zhong)。電(dian)(dian)(dian)化學電(dian)(dian)(dian)位由直流電(dian)(dian)(dian)源(yuan)供電(dian)(dian)(dian)。允許正常吸(xi)附(fu)、電(dian)(dian)(dian)吸(xi)附(fu)和電(dian)(dian)(dian)極(ji)吸(xi)附(fu)。同時(shi)，用100-1000移(yi)液(ye)管取(qu)1000ml樣品。所有樣品根(gen)據USEPA方法200.保存51，稀釋1毫升.5莫爾-1 HNO。

　　通過石墨爐原子吸收光譜(pu)法(GFAAS)和Perkin Elmer 4100 ZL金(jin)屬分析(xi)(xi)塞(sai)曼原子吸收光譜(pu)儀(yi)。GFAA通過定期(qi)分析(xi)(xi)標(biao)(biao)準，參(can)考(kao)物質1640的(de)(de)準確性(NIST)監測該(gai)標(biao)(biao)準的(de)(de)參(can)考(kao)材料含砷(shen)為(wei)26.71±0.42μg·L -1。在(zai)對一系列實驗樣品的(de)(de)典型分析(xi)(xi)中，每5個樣品進行分析(xi)(xi)NIST標(biao)(biao)準。作為(wei)典型精度的(de)(de)例子，一次分析(xi)(xi)結果(guo)(guo)NIST 1640砷(shen)濃度為(wei)25.9μg·L -1.基(ji)于14次重(zhong)復分析(xi)(xi)，標(biao)(biao)準偏差(cha)為(wei)1.7%; 這些(xie)結果(guo)(guo)是本文所有分析(xi)(xi)的(de)(de)典型結果(guo)(guo)。

　　為了更好地研究活(huo)性炭表(biao)面(mian)的電(dian)(dian)吸(xi)(xi)附(fu)/電(dian)(dian)極吸(xi)(xi)附(fu)，活(huo)性炭是一種(zhong)相(xiang)對無(wu)(wu)效(xiao)的正常無(wu)(wu)輔助吸(xi)(xi)附(fu)劑(ji)，含(han)水量為0.15-0.30 g·L -用于含(han)有的無(wu)(wu)機砷(shen)Ca的電(dian)(dian)解質。100μg·L -1砷(shen)(pH 4.5)。陽(yang)極電(dian)(dian)化學(xue)電(dian)(dian)位在(zai)活(huo)性炭上(shang)的應(ying)用導致電(dian)(dian)吸(xi)(xi)附(fu)增強的吸(xi)(xi)收，伴(ban)隨著電(dian)(dian)極表(biao)面(mian)陰離子豐富的電(dian)(dian)化學(xue)雙(shuang)層(ceng)帶(dai)電(dian)(dian)。還證實了在(zai)施1.50V陰極電(dian)(dian)勢可接(jie)近100%再生吸(xi)(xi)附(fu)劑(ji)。

　　其它金(jin)屬離(li)子的(de)(de)存在已被證明對活性(xing)炭上砷的(de)(de)電(dian)極(ji)吸附(fu)有顯著而(er)復(fu)雜的(de)(de)影響，這是正(zheng)常(chang)的(de)(de)、無(wu)輔助的(de)(de)。鉻(ge)(ge)(ge)系統(tong)中的(de)(de)吸收(shou)機制(zhi)已被證明是鉻(ge)(ge)(ge)濃度(du)，仍然(ran)(ran)是調查的(de)(de)主題。鉻(ge)(ge)(ge)的(de)(de)存在導(dao)致比含鎳系統(tong)更大(da)(da)的(de)(de)吸收(shou)  1.25V電(dian)吸附(fu)電(dian)位。然(ran)(ran)而(er)，將陽(yang)極(ji)電(dian)位增加到  1.50V導(dao)致As-Ni比As-Cr更大(da)(da)的(de)(de)砷吸收(shou)系統(tong)。

　　已經表明Fe(III)其存在顯著增強了(le)活性炭上砷的(de)電(dian)吸(xi)附。在研究中(zhong)(zhong)As-Cr，As-Fe，As-Ni體(ti)系中(zhong)(zhong)，As-Fe該系統表現出*大(da)的(de)吸(xi)收(shou)砷，并在1.75V陰極電(dian)勢以*高效(xiao)率再生(sheng)。在鐵(tie)下電(dian)吸(xi)附中(zhong)(zhong)觀察到的(de)行(xing)為可能(neng)是(shi)正確的(de)ZVI修復(fu)技術(shu)的(de)機(ji)理(li)/應用(yong)影響(xiang)很大(da)。