活性炭吸附回收氯化鈀離子

　　本(ben)期介紹了(le)活性(xing)炭上氯化(hua)鈀(ba)復(fu)合離子的(de)吸附(fu)過程。隨著溫度(du)的(de)升高(gao)，發(fa)(fa)現活性(xing)炭可以(yi)增(zeng)強吸附(fu)效果。結果表(biao)(biao)明(ming)，鈀(ba)復(fu)合物可以(yi)與(yu)存在于活性(xing)炭表(biao)(biao)面的(de)官能團發(fa)(fa)生(sheng)反應。推平衡常(chang)數(shu)、熱量和吸附(fu)熵(shang)等熱力學參數(shu)。活性(xing)炭吸附(fu)氯化(hua)鈀(ba)(II)二(er)氯氧化(hua)鈀(ba)或二(er)氯化(hua)鈀(ba)在活性(xing)炭表(biao)(biao)面形成(cheng)。

　　經過大量的(de)實例(li)(li)測試，活(huo)(huo)性炭(tan)可(ke)(ke)以從(cong)水溶液(ye)中(zhong)吸(xi)(xi)收(shou)(shou)重(zhong)金屬(shu)。例(li)(li)如，從(cong)廢水中(zhong)吸(xi)(xi)附(fu)活(huo)(huo)性炭(tan)去除鎘(ge)(II)，汞(II)，和鉛(II)可(ke)(ke)以給離子。然(ran)而，即使溶液(ye)中(zhong)的(de)濃度很(hen)低，鉑、鈀(ba)、金等貴(gui)金屬(shu)也(ye)可(ke)(ke)以這(zhe)樣提取。因此，這(zhe)些金屬(shu)可(ke)(ke)以從(cong)通常(chang)(chang)在(zai)(zai)再(zai)循(xun)環過程中(zhong)產生的(de)稀釋水溶液(ye)中(zhong)回(hui)收(shou)(shou)。活(huo)(huo)性炭(tan)吸(xi)(xi)附(fu)過程的(de)機(ji)理(li)取決于溶液(ye)等初始條件pH，金屬(shu)離子的(de)溫度和吸(xi)(xi)附(fu)形(xing)式(shi)(shi)。例(li)(li)如，在(zai)(zai)氰化(hua)物(wu)溶液(ye)中(zhong)，鈀(ba)有2 它非常(chang)(chang)穩(wen)定(ding)，很(hen)容易被活(huo)(huo)性炭(tan)吸(xi)(xi)附(fu)。很(hen)明顯，與(yu)氰化(hua)物(wu)配合(he)物(wu)相比，Pd(II)氯化(hua)物(wu)配合(he)物(wu)的(de)穩(wen)定(ding)性較差。幾份報告(gao)顯示，鈀(ba)在(zai)(zai)活(huo)(huo)性炭(tan)吸(xi)(xi)附(fu)過程中(zhong)(II)還原(yuan)成金屬(shu)形(xing)式(shi)(shi)。因此，我們(men)研究了恢復反應的(de)可(ke)(ke)能條件。本工(gong)作的(de)目的(de)是(shi)研究和描述(shu)使用活(huo)(huo)性炭(tan)吸(xi)(xi)附(fu)作為吸(xi)(xi)附(fu)劑Pd(II)離子回(hui)收(shou)(shou)條件，找(zhao)出這(zhe)種活(huo)(huo)性炭(tan)是(shi)否也(ye)是(shi)Pd(II)復合(he)還原(yuan)劑。

　　還應該(gai)(gai)提到的是，活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)比離子(zi)(zi)交換劑(ji)(ji)便宜得多，因為這(zhe)個(ge)事實，它可能(neng)對回收過(guo)(guo)程(cheng)更有吸(xi)引力。溫度(du)(du)(du)和(he)鈀(II)初始濃(nong)度(du)(du)(du)的影響。為此(ci)，利(li)用(yong)我們新開發的活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)，這(zhe)種(zhong)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)可以形式，使其更容易從溶(rong)液中(zhong)分離出來。這(zhe)種(zhong)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)通常(chang)由(you)椰子(zi)(zi)殼制(zhi)成。此(ci)外，顆(ke)粒具(ju)(ju)有較(jiao)高的機械強度(du)(du)(du)和(he)較(jiao)大的表面積。*后，由(you)于制(zhi)造過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)的化學處理（蒸汽和(he)正磷酸(suan)活(huo)(huo)化），該(gai)(gai)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)具(ju)(ju)有明(ming)顯的官能(neng)團表面濃(nong)度(du)(du)(du)（約18m mol·g-一、能(neng)起到還原劑(ji)(ji)或離子(zi)(zi)的作(zuo)用(yong)。

　　氯化鈀復(fu)合離(li)子初始濃度對活性炭吸附的影(ying)響(xiang)。試驗條件：pH1，Cl-=0.1mol·kg-1。

　　鈀(ba)初始濃度對(dui)活(huo)性炭吸附的影響

　　活性炭的(de)(de)(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)能力與其表(biao)面(mian)及其孔隙(xi)率有(you)關。其次，研究了氯(lv)化(hua)鈀(ba)離子初始(shi)濃(nong)度(du)(du)對活性炭添加后溶液中(zhong)(zhong)(zhong)平(ping)衡濃(nong)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)影響。根據(ju)Lambert-Beer在(zai)這些波長下，溶液吸(xi)(xi)(xi)光度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)降低和溶液中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)定(ding)律(lv)Pd(II)濃(nong)度(du)(du)降低成正比。假設這種(zhong)減少對應于活性炭表(biao)面(mian)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)的(de)(de)(de)(de)鈀(ba)的(de)(de)(de)(de)量。根據(ju)計(ji)算的(de)(de)(de)(de)Pd(II)濃(nong)度(du)(du)隨時間變化(hua)，導致沉積過程中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)動力曲(qu)線。注冊(ce)動力學(xue)(xue)曲(qu)線，[PdCl 4 圖1顯示兩對時間。溶液中(zhong)(zhong)(zhong)可以觀察(cha)(cha)到PdCl 4 2-濃(nong)度(du)(du)接近恒定(ding)值，不等于零(ling)。在(zai)這種(zhong)情況下，這種(zhong)觀察(cha)(cha)是*重要的(de)(de)(de)(de)，因為它表(biao)明(ming)間的(de)(de)(de)(de)氯(lv)化(hua)鈀(ba)(II)絡合物的(de)(de)(de)(de)平(ping)衡分布。該平(ping)衡存在(zai)于系(xi)統中(zhong)(zhong)(zhong)，可以提供(gong)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)過程中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)熱(re)力學(xue)(xue)信息。

　　吸附鈀(II)活(huo)性炭光(guang)譜(pu)前后，[PdCl 4 2-]0=5×10-4mol·kg-1，[C]=1.67g·dm-3，pH1，T=60℃。

　　X射光(guang)電子能譜(pu)分(fen)析研究

　　材料在吸附過程前后的(de)(de)完整性XPS光譜如圖2所示。考慮到觀察到的(de)(de)溶液Pd(II)估計(ji)鈀(ba)負荷等于0.7%(m/m)。從鈀(ba)峰可以看出。對這一峰值進行更(geng)深入的(de)(de)分析(xi)，可以為(wei)我們提供(gong)鈀(ba)電子結(jie)構的(de)(de)信(xin)息(xi)。

　　(A)活性炭(tan)的SEM分析，(B)選擇區域(yu)放大率，(C和D)吸(xi)附氯化(hua)鈀(II)復合離子后(hou)EDS截面分析。

　　用(yong)掃描(miao)顯微鏡分析樣(yang)品。吸附(fu)試(shi)驗后的活性炭樣(yang)品為(wei)60℃干燥。然后將顆粒(li)(li)分成兩部分，用(yong)砂(sha)紙(造粒(li)(li)1000)拋(pao)光獲得的表面，直到表面平(ping)整。EDS分析。加速電壓(ya)等于20kV。獲得的結(jie)果(guo)如(ru)圖(tu)3所示。

　　活性炭解吸過程的(de)效率。

　　鈀在活性炭表(biao)面(mian)剝離

　　當活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)(tan)表(biao)面(mian)有(you)(you)二氯(lv)化(hua)鈀(ba)時(shi)(shi)，應按(an)方(fang)程(cheng)解(jie)吸。因(yin)此(ci)(ci)，解(jie)吸試驗(yan)在(zai)(zai)室溫(wen)(20℃)使(shi)用100cm3鹽(yan)酸(suan)(濃度為(wei)1mol·kg-1)或100cm3的(de)(de)高(gao)氯(lv)酸(suan)鹽(yan)(濃度1mol.kg-1)。必須提到(dao)(dao)的(de)(de)是(shi)(shi)(shi)，吸附實(shi)驗(yan)正在(zai)(zai)進行中pH等(deng)于(yu)1下(xia)，汽提過(guo)程(cheng)在(zai)(zai)pH等(deng)于(yu)0下(xia)。由鈀(ba)(II)負荷活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)(tan)樣品取(qu)自以(yi)(yi)往的(de)(de)吸附試驗(yan)。預加(jia)載(zai)的(de)(de)活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)(tan)通(tong)過(guo)過(guo)濾(lv)與(yu)溶(rong)液分離(li)，然后(hou)(hou)在(zai)(zai)60℃下(xia)干(gan)燥(zao)。然后(hou)(hou)將干(gan)燥(zao)的(de)(de)預加(jia)載(zai)活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)(tan)與(yu)鹽(yan)酸(suan)溶(rong)液混合。大約10個月的(de)(de)解(jie)吸試驗(yan)。前兩天(tian)(tian)，我在(zai)(zai)溶(rong)液中觀(guan)察(cha)到(dao)(dao)鈀(ba)(II)濃度的(de)(de)快速增加(jia)*終(zhong)(zhong)在(zai)(zai)12天(tian)(tian)后(hou)(hou)獲得恒定(ding)值。這些結果如(ru)圖4所示作為(wei)黑(hei)色(se)方(fang)塊。樣品在(zai)(zai)接下(xia)來的(de)(de)10個月里(li)留在(zai)(zai)溶(rong)液中，以(yi)(yi)確(que)保這確(que)實(shi)是(shi)(shi)(shi)*終(zhong)(zhong)的(de)(de)平(ping)衡。此(ci)(ci)時(shi)(shi)后(hou)(hou)獲得的(de)(de)值顯示為(wei)紅(hong)點。過(guo)量(liang)的(de)(de)鹽(yan)酸(suan)是(shi)(shi)(shi)顯而易(yi)見的(de)(de)，它應該足(zu)以(yi)(yi)溶(rong)解(jie)二氯(lv)化(hua)鈀(ba)。結果表(biao)明(ming)，平(ping)衡狀(zhuang)態不(bu)受(shou)時(shi)(shi)間的(de)(de)影響(xiang)，表(biao)明(ming)觀(guan)察(cha)到(dao)(dao)的(de)(de)狀(zhuang)態是(shi)(shi)(shi)*終(zhong)(zhong)狀(zhuang)態。實(shi)驗(yan)期間似乎只有(you)(you)約50-65%的(de)(de)鈀(ba)(II)活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)(tan)表(biao)面(mian)可(ke)(ke)(ke)以(yi)(yi)洗脫(tuo)(tuo)物(wu)質。如(ru)上所述，施用過(guo)量(liang)鹽(yan)酸(suan)。因(yin)此(ci)(ci)，一方(fang)面(mian)，不(bu)完全洗脫(tuo)(tuo)是(shi)(shi)(shi)可(ke)(ke)(ke)以(yi)(yi)的(de)(de)Pd2 OCl2的(de)(de)形成解(jie)釋或活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)(tan)表(biao)面(mian)的(de)(de)另一種鈀(ba)(II)化(hua)合物(wu)。另一方(fang)面(mian)，它可(ke)(ke)(ke)能只與(yu)不(bu)同于(yu)初始狀(zhuang)態的(de)(de)新平(ping)衡狀(zhuang)態有(you)(you)關。用于(yu)**次(ci)解(jie)吸試驗(yan)的(de)(de)活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)(tan)進行簡單的(de)(de)第二次(ci)解(jie)吸試驗(yan)。實(shi)驗(yan)條(tiao)件和程(cheng)序與(yu)**次(ci)解(jie)吸試驗(yan)相(xiang)同。觀(guan)察(cha)到(dao)(dao)鈀(ba)(II)洗脫(tuo)(tuo)又發(fa)生了。*初的(de)(de)24小時(shi)(shi)后(hou)(hou)，剩余(yu)鈀(ba)高(gao)達17%(II)2個月后(hou)(hou)，總解(jie)吸效率(lv)達到(dao)(dao)98.4%的(de)(de)水平(ping)。

　　結(jie)果表明，氯(lv)化(hua)(hua)鈀被(bei)活性(xing)(xing)炭(tan)化(hua)(hua)學吸附(II)二氯(lv)化(hua)(hua)二鈀或二氯(lv)化(hua)(hua)鈀在活性(xing)(xing)炭(tan)表面形成(cheng)，活性(xing)(xing)炭(tan)表面無(wu)金屬鈀。活性(xing)(xing)炭(tan)的(de)容(rong)量取決于取決于實驗(yan)條件℃溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)可達(da)42mg·g-1的(de)水平(ping)。在60℃在溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)下，負載隨(sui)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)升高至67mg·g-而略有增(zeng)加。鈀的(de)吸附過(guo)程應在盡可能(neng)低的(de)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)下進(jin)行。