重金屬中活性炭的電吸附(fu)

　　活(huo)(huo)(huo)性炭在重金(jin)屬中的(de)電(dian)吸(xi)附(fu)在之(zhi)前的(de)介紹中有很多關于使(shi)用活(huo)(huo)(huo)性炭吸(xi)附(fu)劑去(qu)除金(jin)屬和(he)金(jin)屬化合物的(de)數據，但通(tong)常不低微克(ke)·L -1的(de)水(shui)平。然而，在某些情(qing)況(kuang)下(xia)，通(tong)過施加(jia)電(dian)位控制的(de)吸(xi)附(fu)/解(jie)吸(xi)或(huo)ES / ED(即電(dian)場內固體(ti)吸(xi)附(fu)劑上的(de)吸(xi)附(fu)/解(jie)吸(xi)附(fu))為了提高(gao)活(huo)(huo)(huo)性炭的(de)容量，可(ke)以顯著提高(gao)活(huo)(huo)(huo)性炭吸(xi)附(fu)劑的(de)有效性，促進(jin)其后續再生。

　　負(fu)和中(zhong)性物(wu)質的(de)吸(xi)附平衡取決于(yu)電(dian)極電(dian)荷。表面(mian)(mian)負(fu)載的(de)偏(pian)振依(yi)賴性與(yu)零電(dian)荷的(de)電(dian)勢有關(guan)，即25E PZC，吸(xi)附溶液中(zhong)的(de)特定濃度。中(zhong)性物(wu)質在E PZC隨(sui)著表面(mian)(mian)變得(de)陰極或陽極，正負(fu)電(dian)物(wu)質的(de)負(fu)荷分別增加。非(fei)極化電(dian)極很容易理解這些相互作用(yong)。然而，由于(yu)其表面(mian)(mian)官能團、異構大力(li)表面(mian)(mian)和粒子之間(jian)的(de)復雜電(dian)位分布，它們并不直接適用(yong)于(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電化(hua)(hua)學(xue)再(zai)生，發現再(zai)生效(xiao)(xiao)率(lv)高達85%。還觀察到(dao)，陰(yin)極(ji)比陽(yang)極(ji)再(zai)生約20%的苯酚(fen)(fen)好。假NaCl電解質)到(dao)CO 電化(hua)(hua)學(xue)氧化(hua)(hua)與水。由(you)于鈉陽(yang)離子遷移(yi)到(dao)陰(yin)極(ji)，有兩種方法可以幫助(zhu)苯酚(fen)(fen)解吸：苯酚(fen)(fen)鈉的形成，它不能很好地吸附(fu)(fu)在(zai)碳表面； 并在(zai)陰(yin)極(ji)附(fu)(fu)近增加(jia)局部pH這(zhe)也降低了活(huo)性炭吸附(fu)(fu)劑對(dui)苯酚(fen)(fen)的吸附(fu)(fu)能力。由(you)于濃度極(ji)化(hua)(hua)效(xiao)(xiao)應的降低和外(wai)部傳質的改善(shan)，發現溶液的混合也改善(shan)了電極(ji)吸收。

　　現在我們(men)開始研(yan)究活(huo)(huo)性炭的電(dian)吸(xi)附選擇。本研(yan)究的吸(xi)附劑(ji)是蒸汽活(huo)(huo)化褐煤(mei)生(sheng)產的酸洗顆粒活(huo)(huo)性炭。比表面積、總(zong)細(xi)孔體積、平均(jun)粒徑和pH PZC這(zhe)種吸(xi)附劑(ji)是650米(mi)(mi)2 ·克-1，0.95毫升·克-1，分別為1.3毫米(mi)(mi)，6.3毫米(mi)(mi)。20多年來，金豐活(huo)(huo)性炭一直被(bei)用作水溶液系(xi)統中重金屬等物質的吸(xi)附劑(ji)。

　　研(yan)究步(bu)驟:500毫升5000ml分批實(shi)驗 mg·L -1 NaCl支持電解質。用原(yuan)子(zi)吸收(shou)標準(zhun)(zhun)(zhun)制備所(suo)需濃度(du)的(de)砷和(he)(he)鉻電解質。使用As 2 O 3和(he)(he)(NH 4)2 Cr 2 O 制備砷和(he)(he)鉻標準(zhun)(zhun)(zhun)物， 分別。使用氯化鎳(II)和(he)(he)硝酸鐵(tie)(III)制備含有(you)Ni(II)和(he)(he)Fe(III)工(gong)作電解質。用于制備標準(zhun)(zhun)(zhun)產(chan)品。所(suo)有(you)實(shi)驗設備均采用A級(ji)容量玻璃器皿制備，定量清洗采用標準(zhun)(zhun)(zhun)實(shi)驗室程(cheng)序。用移液(ye)管分配原(yuan)子(zi)吸收(shou)標準(zhun)(zhun)(zhun)液(ye)，制備工(gong)作電解液(ye)時(shi)。

　　圖顯(xian)示(shi)了分批電池用于實驗(yan)的(de)(de)(de)示(shi)意圖。它由兩(liang)個相(xiang)同的(de)(de)(de)鉑(bo)網(wang)集電器(qi)(基(ji)(ji)于99.9%的(de)(de)(de)金屬，100×100目(mu)(mu)，0.0762mm直徑導線(xian))和Pt導線(xian)(基(ji)(ji)于99.95%的(de)(de)(de)金屬，0.025mm直徑)編(bian)織到網(wang)電連接； 三個PVC墊圈(quan)(9/16.25”外(wai)徑，0.0625厚(hou)度(du))；兩(liang)個聚丙烯網(wang)狀板(121×121目(mu)(mu)，1.25”外(wai)徑); 兩(liang)個橡(xiang)膠墊圈(quan)(9/16內徑，1.25”外(wai)徑，0.0625“厚(hou)度(du))，活性炭吸附(fu)劑顆(ke)粒作為單層填充到*下面的(de)(de)(de)鉑(bo)網(wang)上，在(zai)*下面的(de)(de)(de)墊圈(quan)的(de)(de)(de)中心腔內。用四個細(xi)胞PTFE機器(qi)螺(luo)釘

　　500ml將電(dian)(dian)解質裝入批量電(dian)(dian)池中。電(dian)(dian)化(hua)學電(dian)(dian)位由直流電(dian)(dian)源供電(dian)(dian)。允許(xu)正常吸附(fu)、電(dian)(dian)吸附(fu)和電(dian)(dian)極吸附(fu)。同時，用100-1000移液管取(qu)1000ml樣(yang)品。所有(you)樣(yang)品根(gen)據(ju)USEPA方法200.保存(cun)51，稀釋1毫升.5莫爾-1 HNO。

　　通過(guo)(guo)石墨(mo)爐原子(zi)(zi)吸(xi)收(shou)光譜法(fa)(GFAAS)和Perkin Elmer 4100 ZL金屬分(fen)析(xi)塞曼原子(zi)(zi)吸(xi)收(shou)光譜儀。GFAA通過(guo)(guo)定(ding)期分(fen)析(xi)標(biao)準，參考物(wu)質1640的(de)(de)準確性(NIST)監測該(gai)標(biao)準的(de)(de)參考材(cai)料含砷為26.71±0.42μg·L -1。在對一系列實驗(yan)樣(yang)品的(de)(de)典(dian)型(xing)分(fen)析(xi)中，每5個樣(yang)品進行分(fen)析(xi)NIST標(biao)準。作為典(dian)型(xing)精度的(de)(de)例子(zi)(zi)，一次(ci)分(fen)析(xi)結果NIST 1640砷濃度為25.9μg·L -1.基于14次(ci)重復分(fen)析(xi)，標(biao)準偏差為1.7%; 這些結果是本(ben)文所有分(fen)析(xi)的(de)(de)典(dian)型(xing)結果。

　　為了更好地研(yan)究活性(xing)炭(tan)表面的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)吸(xi)附(fu)/電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)吸(xi)附(fu)，活性(xing)炭(tan)是(shi)一種相對無效(xiao)的(de)(de)正常無輔助吸(xi)附(fu)劑，含水量為0.15-0.30 g·L -用于含有的(de)(de)無機砷(shen)Ca的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)解質。100μg·L -1砷(shen)(pH 4.5)。陽極(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)化學電(dian)(dian)(dian)位(wei)在活性(xing)炭(tan)上的(de)(de)應(ying)用導致電(dian)(dian)(dian)吸(xi)附(fu)增強(qiang)的(de)(de)吸(xi)收，伴隨著電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)表面陰離子豐富的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)化學雙(shuang)層(ceng)帶(dai)電(dian)(dian)(dian)。還證(zheng)實(shi)了在施1.50V陰極(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)勢可接近100%再生吸(xi)附(fu)劑。

　　其它金屬離子的(de)存(cun)在已(yi)被證(zheng)明(ming)對(dui)活性炭上砷的(de)電極吸(xi)附有顯著而復雜的(de)影響，這(zhe)是(shi)正常的(de)、無輔助的(de)。鉻(ge)系(xi)統(tong)中的(de)吸(xi)收機制(zhi)已(yi)被證(zheng)明(ming)是(shi)鉻(ge)濃度，仍(reng)然(ran)是(shi)調查的(de)主題(ti)。鉻(ge)的(de)存(cun)在導(dao)致比含鎳系(xi)統(tong)更(geng)大的(de)吸(xi)收  1.25V電吸(xi)附電位(wei)。然(ran)而，將陽極電位(wei)增加到  1.50V導(dao)致As-Ni比As-Cr更(geng)大的(de)砷吸(xi)收系(xi)統(tong)。

　　已經表明Fe(III)其存在(zai)顯(xian)著增強了活性炭(tan)上砷的(de)電(dian)吸(xi)(xi)附。在(zai)研究中As-Cr，As-Fe，As-Ni體系(xi)中，As-Fe該系(xi)統表現出*大的(de)吸(xi)(xi)收砷，并在(zai)1.75V陰極(ji)電(dian)勢(shi)以*高效率再生。在(zai)鐵下電(dian)吸(xi)(xi)附中觀(guan)察(cha)到的(de)行(xing)為可能是正確(que)的(de)ZVI修復技術的(de)機理/應用(yong)影響很大。