重金(jin)屬(shu)中活性炭的(de)電吸附

　　活(huo)性炭(tan)在重金屬中(zhong)的(de)(de)(de)電吸(xi)(xi)(xi)附(fu)在之前的(de)(de)(de)介紹中(zhong)有(you)很多(duo)關于使(shi)用(yong)活(huo)性炭(tan)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)劑去除金屬和金屬化合物的(de)(de)(de)數據，但通常不低(di)微克·L -1的(de)(de)(de)水(shui)平。然而，在某些情(qing)況下，通過施加電位控制的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)/解吸(xi)(xi)(xi)或(huo)ES / ED(即(ji)電場內固體吸(xi)(xi)(xi)附(fu)劑上(shang)的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)/解吸(xi)(xi)(xi)附(fu))為了提高活(huo)性炭(tan)的(de)(de)(de)容量，可以顯(xian)著(zhu)提高活(huo)性炭(tan)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)劑的(de)(de)(de)有(you)效(xiao)性，促進其后續再生。

　　負和(he)中性物質(zhi)的吸(xi)附平衡(heng)取決(jue)于電(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)荷(he)。表面(mian)負載(zai)的偏振(zhen)依賴性與零電(dian)(dian)荷(he)的電(dian)(dian)勢有關，即25E PZC，吸(xi)附溶液中的特定(ding)濃(nong)度。中性物質(zhi)在E PZC隨著(zhu)表面(mian)變得陰極(ji)或陽(yang)極(ji)，正負電(dian)(dian)物質(zhi)的負荷(he)分(fen)別增加(jia)。非極(ji)化電(dian)(dian)極(ji)很容易理解這些(xie)相互(hu)作用。然而，由于其表面(mian)官(guan)能團、異(yi)構(gou)大(da)力表面(mian)和(he)粒子之間的復雜電(dian)(dian)位分(fen)布，它們并不直接適(shi)用于活(huo)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)(de)(de)電化(hua)學(xue)再(zai)生(sheng)，發現(xian)再(zai)生(sheng)效(xiao)率(lv)高達85%。還(huan)觀(guan)察到(dao)，陰極(ji)(ji)比(bi)陽極(ji)(ji)再(zai)生(sheng)約20%的(de)(de)(de)苯酚(fen)好。假NaCl電解質)到(dao)CO 電化(hua)學(xue)氧化(hua)與(yu)水。由(you)于(yu)鈉(na)陽離子遷移到(dao)陰極(ji)(ji)，有兩(liang)種(zhong)方法可以(yi)幫助苯酚(fen)解吸(xi)(xi)：苯酚(fen)鈉(na)的(de)(de)(de)形成(cheng)，它不能很好地吸(xi)(xi)附(fu)在碳表面； 并在陰極(ji)(ji)附(fu)近增加局部(bu)pH這(zhe)也(ye)降低了活性炭吸(xi)(xi)附(fu)劑(ji)對苯酚(fen)的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)能力(li)。由(you)于(yu)濃度極(ji)(ji)化(hua)效(xiao)應的(de)(de)(de)降低和(he)外部(bu)傳(chuan)質的(de)(de)(de)改善，發現(xian)溶液的(de)(de)(de)混合也(ye)改善了電極(ji)(ji)吸(xi)(xi)收。

　　現在(zai)我們開始研究(jiu)活性炭(tan)的電(dian)吸(xi)(xi)附(fu)選擇。本研究(jiu)的吸(xi)(xi)附(fu)劑是蒸汽活化褐煤(mei)生產的酸洗顆粒活性炭(tan)。比(bi)表面(mian)積、總(zong)細孔體積、平均粒徑和(he)pH PZC這種(zhong)吸(xi)(xi)附(fu)劑是650米2 ·克-1，0.95毫(hao)升(sheng)·克-1，分別為(wei)1.3毫(hao)米，6.3毫(hao)米。20多(duo)年來(lai)，金(jin)豐活性炭(tan)一直(zhi)被用作水溶液系統中重金(jin)屬等物質的吸(xi)(xi)附(fu)劑。

　　研究步驟(zou):500毫升5000ml分批實(shi)驗(yan) mg·L -1 NaCl支持電解質。用原子吸收標(biao)準制備(bei)(bei)(bei)所(suo)需濃度(du)的砷和(he)(he)鉻電解質。使用As 2 O 3和(he)(he)(NH 4)2 Cr 2 O 制備(bei)(bei)(bei)砷和(he)(he)鉻標(biao)準物(wu)， 分別。使用氯化鎳(II)和(he)(he)硝酸鐵(III)制備(bei)(bei)(bei)含有Ni(II)和(he)(he)Fe(III)工作電解質。用于制備(bei)(bei)(bei)標(biao)準產(chan)品。所(suo)有實(shi)驗(yan)設備(bei)(bei)(bei)均采用A級容量玻璃器皿制備(bei)(bei)(bei)，定量清洗(xi)采用標(biao)準實(shi)驗(yan)室程序(xu)。用移液管分配原子吸收標(biao)準液，制備(bei)(bei)(bei)工作電解液時。

　　圖(tu)顯示(shi)(shi)了分批電(dian)池用于實驗的(de)(de)示(shi)(shi)意圖(tu)。它由兩(liang)個相同的(de)(de)鉑網集(ji)電(dian)器(基于99.9%的(de)(de)金屬(shu)，100×100目，0.0762mm直(zhi)徑(jing)導線)和Pt導線(基于99.95%的(de)(de)金屬(shu)，0.025mm直(zhi)徑(jing))編(bian)織到網電(dian)連接(jie)； 三個PVC墊圈(9/16.25”外徑(jing)，0.0625厚度(du))；兩(liang)個聚丙(bing)烯(xi)網狀板(121×121目，1.25”外徑(jing)); 兩(liang)個橡膠墊圈(9/16內徑(jing)，1.25”外徑(jing)，0.0625“厚度(du))，活性(xing)炭吸附劑顆粒作為單層填充到*下面的(de)(de)鉑網上，在(zai)*下面的(de)(de)墊圈的(de)(de)中心腔內。用四(si)個細胞PTFE機器螺釘

　　500ml將電(dian)解質(zhi)裝(zhuang)入(ru)批量電(dian)池(chi)中。電(dian)化(hua)學電(dian)位(wei)由直(zhi)流電(dian)源供(gong)電(dian)。允許正常吸附、電(dian)吸附和電(dian)極(ji)吸附。同時，用100-1000移液管取1000ml樣品(pin)。所有樣品(pin)根據USEPA方法200.保存51，稀釋1毫升(sheng).5莫爾-1 HNO。

　　通過(guo)石墨爐(lu)原子(zi)吸收光譜(pu)(pu)法(GFAAS)和(he)Perkin Elmer 4100 ZL金屬(shu)分析(xi)塞曼原子(zi)吸收光譜(pu)(pu)儀。GFAA通過(guo)定期分析(xi)標(biao)準，參考物(wu)質(zhi)1640的(de)(de)準確性(NIST)監測該標(biao)準的(de)(de)參考材料含砷為(wei)26.71±0.42μg·L -1。在對一系列實驗樣品的(de)(de)典(dian)(dian)型分析(xi)中(zhong)，每5個樣品進行(xing)分析(xi)NIST標(biao)準。作為(wei)典(dian)(dian)型精(jing)度(du)的(de)(de)例子(zi)，一次分析(xi)結果(guo)(guo)NIST 1640砷濃度(du)為(wei)25.9μg·L -1.基于14次重(zhong)復分析(xi)，標(biao)準偏(pian)差為(wei)1.7%; 這(zhe)些結果(guo)(guo)是(shi)本文所有分析(xi)的(de)(de)典(dian)(dian)型結果(guo)(guo)。

　　為了更好地(di)研究(jiu)活(huo)性(xing)炭(tan)表面的電(dian)吸(xi)(xi)附(fu)/電(dian)極(ji)(ji)吸(xi)(xi)附(fu)，活(huo)性(xing)炭(tan)是一種(zhong)相對無(wu)效(xiao)的正(zheng)常無(wu)輔助吸(xi)(xi)附(fu)劑(ji)，含水量(liang)為0.15-0.30 g·L -用于含有(you)的無(wu)機砷(shen)Ca的電(dian)解質。100μg·L -1砷(shen)(pH 4.5)。陽極(ji)(ji)電(dian)化學(xue)電(dian)位在活(huo)性(xing)炭(tan)上的應用導致電(dian)吸(xi)(xi)附(fu)增強的吸(xi)(xi)收(shou)，伴(ban)隨著(zhu)電(dian)極(ji)(ji)表面陰離(li)子豐(feng)富的電(dian)化學(xue)雙層帶(dai)電(dian)。還證實了在施1.50V陰極(ji)(ji)電(dian)勢可(ke)接近100%再(zai)生吸(xi)(xi)附(fu)劑(ji)。

　　其它(ta)金(jin)屬(shu)離子的(de)(de)(de)(de)存在已(yi)被(bei)證(zheng)明對活(huo)性(xing)炭上砷的(de)(de)(de)(de)電(dian)極吸(xi)附(fu)有(you)顯著(zhu)而復雜的(de)(de)(de)(de)影(ying)響，這是(shi)(shi)正常(chang)的(de)(de)(de)(de)、無輔助的(de)(de)(de)(de)。鉻系(xi)(xi)統中的(de)(de)(de)(de)吸(xi)收(shou)(shou)(shou)機制已(yi)被(bei)證(zheng)明是(shi)(shi)鉻濃度，仍然是(shi)(shi)調查的(de)(de)(de)(de)主(zhu)題。鉻的(de)(de)(de)(de)存在導(dao)致(zhi)比含鎳系(xi)(xi)統更大的(de)(de)(de)(de)吸(xi)收(shou)(shou)(shou)  1.25V電(dian)吸(xi)附(fu)電(dian)位。然而，將陽極電(dian)位增加到  1.50V導(dao)致(zhi)As-Ni比As-Cr更大的(de)(de)(de)(de)砷吸(xi)收(shou)(shou)(shou)系(xi)(xi)統。

　　已經表明Fe(III)其存在顯(xian)著增強了(le)活性炭上(shang)砷的(de)(de)電吸(xi)(xi)附。在研究(jiu)中(zhong)As-Cr，As-Fe，As-Ni體系(xi)中(zhong)，As-Fe該系(xi)統表現出*大的(de)(de)吸(xi)(xi)收砷，并(bing)在1.75V陰極電勢以*高效率再生。在鐵下電吸(xi)(xi)附中(zhong)觀察(cha)到的(de)(de)行為(wei)可(ke)能是(shi)正確的(de)(de)ZVI修復技術(shu)的(de)(de)機理/應用(yong)影響(xiang)很大。