重金屬中活性炭的電吸附

　　活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)在重(zhong)金屬(shu)中(zhong)的(de)(de)電(dian)吸附(fu)(fu)(fu)在之前的(de)(de)介紹中(zhong)有很多關于(yu)使(shi)用(yong)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)吸附(fu)(fu)(fu)劑(ji)去除(chu)金屬(shu)和金屬(shu)化合(he)物的(de)(de)數(shu)據，但通(tong)常不低微克(ke)·L -1的(de)(de)水平。然而，在某些(xie)情況下，通(tong)過施加電(dian)位控制的(de)(de)吸附(fu)(fu)(fu)/解(jie)吸或(huo)ES / ED(即電(dian)場內固體吸附(fu)(fu)(fu)劑(ji)上的(de)(de)吸附(fu)(fu)(fu)/解(jie)吸附(fu)(fu)(fu))為了提(ti)高活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)的(de)(de)容量(liang)，可(ke)以顯著提(ti)高活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)吸附(fu)(fu)(fu)劑(ji)的(de)(de)有效性(xing)，促進其后續再生。

　　負(fu)(fu)(fu)和(he)中性物質(zhi)的吸附(fu)平衡取決(jue)于(yu)(yu)電(dian)極(ji)電(dian)荷。表(biao)面(mian)(mian)(mian)負(fu)(fu)(fu)載的偏振依(yi)賴性與(yu)零電(dian)荷的電(dian)勢有(you)關(guan)，即25E PZC，吸附(fu)溶液中的特定濃度。中性物質(zhi)在E PZC隨著表(biao)面(mian)(mian)(mian)變得陰極(ji)或陽極(ji)，正負(fu)(fu)(fu)電(dian)物質(zhi)的負(fu)(fu)(fu)荷分(fen)別增(zeng)加(jia)。非極(ji)化(hua)電(dian)極(ji)很容易理(li)解(jie)這些相互作用。然而(er)，由(you)于(yu)(yu)其表(biao)面(mian)(mian)(mian)官能(neng)團、異構大力表(biao)面(mian)(mian)(mian)和(he)粒子之(zhi)間的復雜電(dian)位分(fen)布，它們(men)并不直接適用于(yu)(yu)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)(de)(de)(de)電(dian)化學(xue)再生(sheng)，發現(xian)再生(sheng)效率高達85%。還觀察到(dao)，陰極比陽(yang)極再生(sheng)約(yue)20%的(de)(de)(de)(de)苯(ben)酚好。假NaCl電(dian)解(jie)質)到(dao)CO 電(dian)化學(xue)氧化與(yu)水。由(you)于鈉陽(yang)離子遷移到(dao)陰極，有(you)兩(liang)種方法可(ke)以幫助苯(ben)酚解(jie)吸：苯(ben)酚鈉的(de)(de)(de)(de)形成，它不能很好地吸附(fu)在(zai)碳表面； 并在(zai)陰極附(fu)近增(zeng)加局部pH這也(ye)降低了活性炭吸附(fu)劑(ji)對苯(ben)酚的(de)(de)(de)(de)吸附(fu)能力。由(you)于濃度極化效應(ying)的(de)(de)(de)(de)降低和(he)外部傳質的(de)(de)(de)(de)改(gai)善(shan)，發現(xian)溶液的(de)(de)(de)(de)混合也(ye)改(gai)善(shan)了電(dian)極吸收。

　　現在我們開(kai)始研究活(huo)性炭(tan)的電吸(xi)(xi)附選(xuan)擇。本研究的吸(xi)(xi)附劑是蒸(zheng)汽活(huo)化褐煤生產的酸洗顆(ke)粒(li)活(huo)性炭(tan)。比表面積、總細孔(kong)體(ti)積、平均粒(li)徑和pH PZC這(zhe)種吸(xi)(xi)附劑是650米(mi)2 ·克-1，0.95毫(hao)(hao)升·克-1，分別為1.3毫(hao)(hao)米(mi)，6.3毫(hao)(hao)米(mi)。20多年來，金豐活(huo)性炭(tan)一(yi)直被用作水溶(rong)液系統(tong)中重金屬等物質的吸(xi)(xi)附劑。

　　研究步驟:500毫升5000ml分批實(shi)(shi)驗 mg·L -1 NaCl支持電解(jie)質(zhi)。用(yong)原(yuan)子吸(xi)收標(biao)準(zhun)制備(bei)所(suo)需(xu)濃度的砷和鉻(ge)電解(jie)質(zhi)。使用(yong)As 2 O 3和(NH 4)2 Cr 2 O 制備(bei)砷和鉻(ge)標(biao)準(zhun)物， 分別。使用(yong)氯化鎳(II)和硝酸鐵(III)制備(bei)含有Ni(II)和Fe(III)工作電解(jie)質(zhi)。用(yong)于制備(bei)標(biao)準(zhun)產品(pin)。所(suo)有實(shi)(shi)驗設備(bei)均采(cai)用(yong)A級容量玻璃器皿制備(bei)，定量清洗采(cai)用(yong)標(biao)準(zhun)實(shi)(shi)驗室程序。用(yong)移液(ye)(ye)(ye)管分配原(yuan)子吸(xi)收標(biao)準(zhun)液(ye)(ye)(ye)，制備(bei)工作電解(jie)液(ye)(ye)(ye)時。

　　圖(tu)顯(xian)示了分(fen)批電池用于(yu)實驗的(de)示意圖(tu)。它由兩個(ge)相同的(de)鉑網(wang)集電器(qi)(基于(yu)99.9%的(de)金屬(shu)，100×100目，0.0762mm直徑(jing)導線)和Pt導線(基于(yu)99.95%的(de)金屬(shu)，0.025mm直徑(jing))編織到(dao)網(wang)電連接； 三個(ge)PVC墊圈(9/16.25”外(wai)徑(jing)，0.0625厚度)；兩個(ge)聚丙烯網(wang)狀板(121×121目，1.25”外(wai)徑(jing)); 兩個(ge)橡膠(jiao)墊圈(9/16內徑(jing)，1.25”外(wai)徑(jing)，0.0625“厚度)，活性炭(tan)吸附劑顆(ke)粒作為單層填(tian)充(chong)到(dao)*下(xia)面的(de)鉑網(wang)上，在(zai)*下(xia)面的(de)墊圈的(de)中心腔內。用四個(ge)細胞PTFE機(ji)器(qi)螺釘

　　500ml將電解質(zhi)裝入批量電池中。電化學電位由直流電源供電。允(yun)許正常吸(xi)附(fu)、電吸(xi)附(fu)和(he)電極(ji)吸(xi)附(fu)。同(tong)時，用100-1000移液(ye)管取1000ml樣品。所(suo)有樣品根據USEPA方法(fa)200.保存51，稀釋1毫升.5莫爾-1 HNO。

　　通過石墨爐原(yuan)子吸收光(guang)譜法(GFAAS)和(he)Perkin Elmer 4100 ZL金屬分(fen)(fen)析塞曼原(yuan)子吸收光(guang)譜儀。GFAA通過定期(qi)分(fen)(fen)析標準(zhun)，參考物質1640的(de)準(zhun)確性(xing)(NIST)監測(ce)該標準(zhun)的(de)參考材料含(han)砷為26.71±0.42μg·L -1。在對(dui)一系列(lie)實驗樣品(pin)的(de)典(dian)型(xing)分(fen)(fen)析中，每5個樣品(pin)進(jin)行分(fen)(fen)析NIST標準(zhun)。作(zuo)為典(dian)型(xing)精度的(de)例(li)子，一次分(fen)(fen)析結果(guo)NIST 1640砷濃度為25.9μg·L -1.基(ji)于14次重復分(fen)(fen)析，標準(zhun)偏差(cha)為1.7%; 這些結果(guo)是本文(wen)所(suo)有分(fen)(fen)析的(de)典(dian)型(xing)結果(guo)。

　　為了更好地(di)研究(jiu)活性炭表面的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)吸(xi)附(fu)(fu)/電(dian)(dian)(dian)極吸(xi)附(fu)(fu)，活性炭是一(yi)種(zhong)相對(dui)無(wu)效的(de)(de)(de)正常無(wu)輔(fu)助吸(xi)附(fu)(fu)劑，含水量為0.15-0.30 g·L -用(yong)于含有(you)的(de)(de)(de)無(wu)機砷(shen)Ca的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)解質(zhi)。100μg·L -1砷(shen)(pH 4.5)。陽(yang)極電(dian)(dian)(dian)化學電(dian)(dian)(dian)位在活性炭上的(de)(de)(de)應用(yong)導致(zhi)電(dian)(dian)(dian)吸(xi)附(fu)(fu)增強(qiang)的(de)(de)(de)吸(xi)收，伴隨著電(dian)(dian)(dian)極表面陰離(li)子豐富的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)化學雙(shuang)層帶電(dian)(dian)(dian)。還(huan)證實了在施(shi)1.50V陰極電(dian)(dian)(dian)勢可接近(jin)100%再(zai)生吸(xi)附(fu)(fu)劑。

　　其它金屬離(li)子的(de)(de)存在(zai)已被證(zheng)明(ming)對活性炭上砷的(de)(de)電(dian)極吸(xi)附有顯著(zhu)而(er)復(fu)雜的(de)(de)影響，這是(shi)正常的(de)(de)、無輔助(zhu)的(de)(de)。鉻系(xi)統中的(de)(de)吸(xi)收機(ji)制已被證(zheng)明(ming)是(shi)鉻濃度(du)，仍(reng)然是(shi)調查的(de)(de)主題。鉻的(de)(de)存在(zai)導致比(bi)(bi)含(han)鎳系(xi)統更大的(de)(de)吸(xi)收  1.25V電(dian)吸(xi)附電(dian)位(wei)。然而(er)，將陽極電(dian)位(wei)增加到  1.50V導致As-Ni比(bi)(bi)As-Cr更大的(de)(de)砷吸(xi)收系(xi)統。

　　已經(jing)表明Fe(III)其(qi)存在(zai)顯著增強了活性炭(tan)上砷(shen)的電(dian)吸附(fu)。在(zai)研究中As-Cr，As-Fe，As-Ni體系中，As-Fe該系統表現出(chu)*大的吸收砷(shen)，并在(zai)1.75V陰極電(dian)勢以*高效率(lv)再生。在(zai)鐵下(xia)電(dian)吸附(fu)中觀察到的行(xing)為可(ke)能是正(zheng)確(que)的ZVI修(xiu)復技術的機(ji)理(li)/應用影響很(hen)大。