活性炭納米材料去除砷酸鹽

　　與傳統活(huo)性炭相比，活(huo)性炭納(na)米(mi)材料具有(you)(you)較高的(de)(de)表面(mian)體積比，吸引了環境污染物和(he)有(you)(you)害金屬的(de)(de)注(zhu)意。但由于(yu)酸性表面(mian)官能團(tuan)，碳納(na)米(mi)管和(he)石墨(mo)烯對(dui)從水中去(qu)除氧代陰離子無效(xiao)。在這里，我(wo)們(men)展示了去(qu)離子水溶液(ye)中對(dui)砷酸鹽和(he)硒酸鹽的(de)(de)良好吸附。納(na)米(mi)活(huo)性炭的(de)(de)關鍵特點是去(qu)除金屬氧化(hua)物納(na)米(mi)顆(ke)粒(li)的(de)(de)微孔和(he)堿性表面(mian)基團(tuan)的(de)(de)存(cun)在。與商業活(huo)性炭相比，納(na)米(mi)活(huo)性炭在運河和(he)井水中具有(you)(you)優(you)異的(de)(de)砷酸鹽去(qu)除和(he)微堿性pH。

　　隨(sui)著活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)納(na)米技術的(de)發(fa)展，人們一(yi)直在開(kai)發(fa)利(li)用(yong)這些(xie)納(na)米活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)材料進行(xing)水處理(li)的(de)高(gao)表面體積比(bi)。*近證明了活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)和(he)(he)石(shi)墨烯基吸(xi)附劑用(yong)于(yu)去除汞、砷、鉻和(he)(he)硒等金屬的(de)吸(xi)附作用(yong)。與碳(tan)納(na)米管(guan)和(he)(he)石(shi)墨烯不同，活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)納(na)米結(jie)構(gou)具有(you)(you)良好的(de)生(sheng)物相容性(xing)。因此，納(na)米活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)可能(neng)是環境修(xiu)復應用(yong)的(de)有(you)(you)希望材料，如從水中去除有(you)(you)害金屬。

　　球(qiu)形納米活性炭材料

　　在前(qian)溶液中(zhong)加入金(jin)屬(shu)(shu)鹽，加熱(re)分解，形成金(jin)屬(shu)(shu)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)納米(mi)(mi)顆(ke)(ke)粒，作為碳(tan)水化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)合(he)物(wu)(wu)(wu)源碳(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)成核點。合(he)成蝕(shi)刻(ke)去除金(jin)屬(shu)(shu)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)納米(mi)(mi)顆(ke)(ke)粒，留下高多孔活性炭(tan)(圖1A)。活性炭(tan)中(zhong)金(jin)屬(shu)(shu)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)納米(mi)(mi)顆(ke)(ke)粒的(de)尺寸(cun)可以通過(guo)調(diao)整前(qian)體的(de)比例來(lai)控(kong)制(zhi)，從而(er)控(kong)制(zhi)孔徑。因此，該合(he)成方法可用(yong)于(yu)吸附金(jin)，活性炭(tan)材料(liao)的(de)起源和物(wu)(wu)(wu)理化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學性質（如表面積、微孔）差異很(hen)大，隔(ge)離(li)沉積物(wu)(wu)(wu)PBDEs對(dui)效(xiao)果了解較少。

　　根據不同的原(yuan)料(liao)、燃(ran)燒方法和廣泛(fan)的可用(yong)性和應用(yong)，選擇活(huo)性炭(tan)(tan)、木(mu)炭(tan)(tan)和生物炭(tan)(tan)三種不同的材(cai)料(liao)。活(huo)性炭(tan)(tan)。木(mu)炭(tan)(tan)來源于4000木(mu)質素材(cai)料(liao)°C下的燃(ran)燒。原(yuan)料(liao)為4000生物炭(tan)(tan)樣品℃由不完(wan)全燃(ran)燒引起的。將所有活(huo)性炭(tan)(tan)材(cai)料(liao)研磨成100目(mu)(0.149mm使(shi)用(yong)前(qian)在室溫下儲存孔(kong)徑(jing))。以上分析了(le)活(huo)性炭(tan)(tan)材(cai)料(liao)OC含(han)量(liang)。使(shi)用(yong)表(biao)面(mian)積(ji)分析儀BET氮等溫線測(ce)定比表(biao)面(mian)積(ji)(SSA)和微孔(kong)率。活(huo)性炭(tan)(tan)、生物炭(tan)(tan)、木(mu)炭(tan)(tan)。

　　為了比(bi)較活性(xing)炭(tan)材料(liao)降低沉(chen)積(ji)物中不(bu)含(han)多(duo)溴(xiu)二(er)苯醚的(de)(de)C的(de)(de)有效(xiao)性(xing)，在(zai)用于(yu)纖(xian)維(wei)暴露(lu)之前，用活性(xing)炭(tan)，木炭(tan)或(huo)(huo)生物炭(tan)對(dui)JL和(he)(he)SD修(xiu)正了沉(chen)積(ji)物。在(zai)沉(chen)淀(dian)物中加入1000μg/ kg每(mei)種多(duo)溴(xiu)二(er)苯醚同源物，如上述(shu)平(ping)衡7天，然后在(zai)0(未修(xiu)正對(dui)照)，0.5，1.0，1.5，3.0和(he)(he)6.與(yu)活性(xing)炭(tan)、木炭(tan)或(huo)(huo)生物炭(tan)混合(he)。基于(yu)沉(chen)積(ji)物干(gan)重的(de)(de)%。120年活性(xing)炭(tan)修(xiu)正沉(chen)積(ji)物rpm產(chan)生下混合(he)7天PBDE污染沉(chen)積(ji)物樣品。等份的(de)(de)修(xiu)正沉(chen)淀(dian)物(1).0g，干(gan)重)，一片1cm PDMS纖(xian)維(wei)和(he)(he)1.5mL水置于(yu)20mL用玻璃瓶測量(liang)C 自由度(du)如上所述(shu)PBDEs。7天后，回收PDMS纖(xian)維(wei)，提取和(he)(he)分析。

　　活性炭沉積在混(hun)合條件(jian)下(xia)PDMS纖維吸收(shou)動力學。

　　多溴聯苯醚中活性炭類型(xing)的差異

　　通過活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)吸附或(huo)隔離平(ping)衡PBDEs反映了它們PDMS纖(xian)維(C PDMS)檢測到(dao)的(de)(de)水平(ping)變化。在(zai)JL在(zai)沉(chen)積物(wu)(wu)(wu)(wu)中，隨著活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)的(de)(de)修正(zheng)，C PDMS顯著下(xia)降，并且活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)的(de)(de)類(lei)型之間的(de)(de)減少不(bu)同(圖2)。例(li)(li)如(ru)，當生物(wu)(wu)(wu)(wu)炭(tan)用于0時.5%修正(zheng)JL沉(chen)積物(wu)(wu)(wu)(wu)時，C PDMS30水平(ping)降低到(dao)未沉(chen)降沉(chen)積物(wu)(wu)(wu)(wu)中.0-67.8%。木(mu)炭(tan)(29.7-63.5%的(de)(de)效果與生物(wu)(wu)(wu)(wu)炭(tan)相(xiang)似(圖2)。相(xiang)比之下(xia)，活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)修正(zheng)沉(chen)積物(wu)(wu)(wu)(wu)C PDMS下(xia)降幅度較大(圖2)。例(li)(li)如(ru)，在(zai)0中.5%活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)的(de)(de)JL對于不(bu)同的(de)(de)同源(yuan)物(wu)(wu)(wu)(wu)，C PDMS降至未改(gai)進(jin)處理(li)水平(ping)1.8-8.1%。平(ping)均(jun)而言，添加1.0%的(de)(de)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)導致(zhi)所選(xuan)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)BDE同系(xi)物(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)C PDMS將1降低到(dao)對照水平(ping).7-5.9%表明(ming)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)在(zai)沉(chen)積物(wu)(wu)(wu)(wu)中螯合PBDEs能力遠高于其他黑碳材料。

　　沉(chen)積在水(shui)中PDMS纖維上的BDE 47(A)，85(B)，99(C)，100(D)，153(E)和154(F)不同類型活性炭的濃度隔離效果。

　　本研究(jiu)開發了一種測量(liang)(liang)沉(chen)積物中不(bu)含(han)多溴(xiu)(xiu)(xiu)二(er)苯(ben)(ben)醚的(de)(de)方(fang)法C，該方(fang)法進一步用(yong)于(yu)比較不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)材(cai)料C free密封(feng)多溴(xiu)(xiu)(xiu)聯苯(ben)(ben)醚的(de)(de)效率。研究(jiu)結果表(biao)明，雖(sui)然不(bu)含(han)多溴(xiu)(xiu)(xiu)二(er)苯(ben)(ben)醚的(de)(de)C通(tong)過(guo)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)修正減少，但不(bu)同(tong)(tong)類(lei)型(xing)的(de)(de)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)之間存在很大(da)差異，活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)比生物炭(tan)(tan)或木(mu)(mu)炭(tan)(tan)更有(you)效。此外(wai)，由(you)(you)于(yu)微孔分布不(bu)同(tong)(tong)，活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)優先(xian)隔離(li)(li)低溴(xiu)(xiu)(xiu)化(hua)溴(xiu)(xiu)(xiu)化(hua)BDE，生物炭(tan)(tan)或木(mu)(mu)炭(tan)(tan)表(biao)現(xian)出高溴(xiu)(xiu)(xiu)化(hua)溴(xiu)(xiu)(xiu)化(hua)二(er)苯(ben)(ben)醚的(de)(de)選擇性(xing)(xing)吸(xi)附(fu)(fu)。減少C.同(tong)(tong)一活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)修正案的(de)(de)沉(chen)積物之間的(de)(de)免費差異很大(da)，而且更高OC含(han)量(liang)(liang)似乎抑(yi)制了炭(tan)(tan)黑的(de)(de)作用(yong)。另一方(fang)面(mian)，由(you)(you)于(yu)天然有(you)機物或膠體(ti)可(ke)能競爭吸(xi)附(fu)(fu)位點或阻塞(sai)微孔，活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)隔離(li)(li)能力可(ke)能會因(yin)老化(hua)效應(ying)而發生變(bian)化(hua)。因(yin)此，在應(ying)用(yong)于(yu)污染沉(chen)積物原位修復之前(qian)，需要進一步了解活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)多溴(xiu)(xiu)(xiu)二(er)苯(ben)(ben)醚等老化(hua)情況HOCs對(dui)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)類(lei)型(xing)的(de)(de)隔離(li)(li)和(he)依賴(lai)。