重金屬中活(huo)性炭的電吸附

　　活(huo)(huo)性(xing)炭在(zai)重(zhong)金屬中(zhong)的(de)電吸附(fu)(fu)(fu)在(zai)之前的(de)介(jie)紹中(zhong)有很多關于使用活(huo)(huo)性(xing)炭吸附(fu)(fu)(fu)劑去除金屬和金屬化合(he)物的(de)數據，但通(tong)常不低微克·L -1的(de)水平(ping)。然而，在(zai)某些情況下，通(tong)過施(shi)加(jia)電位控制的(de)吸附(fu)(fu)(fu)/解(jie)吸或(huo)ES / ED(即電場內固體吸附(fu)(fu)(fu)劑上(shang)的(de)吸附(fu)(fu)(fu)/解(jie)吸附(fu)(fu)(fu))為了提高活(huo)(huo)性(xing)炭的(de)容量，可以顯著提高活(huo)(huo)性(xing)炭吸附(fu)(fu)(fu)劑的(de)有效性(xing)，促進其后續再(zai)生。

　　負(fu)和中性(xing)物質的(de)(de)(de)吸附平衡取(qu)決于電(dian)極電(dian)荷。表面(mian)(mian)負(fu)載的(de)(de)(de)偏振依賴性(xing)與零電(dian)荷的(de)(de)(de)電(dian)勢(shi)有關(guan)，即25E PZC，吸附溶液(ye)中的(de)(de)(de)特定(ding)濃(nong)度。中性(xing)物質在E PZC隨著表面(mian)(mian)變得陰極或陽(yang)極，正(zheng)負(fu)電(dian)物質的(de)(de)(de)負(fu)荷分別增(zeng)加。非極化電(dian)極很容易理解這些(xie)相(xiang)互(hu)作用(yong)。然而，由于其表面(mian)(mian)官能團、異構大力表面(mian)(mian)和粒子之間的(de)(de)(de)復雜電(dian)位分布，它們(men)并不直接適用(yong)于活性(xing)炭(tan)。

　　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學再生(sheng)，發現(xian)再生(sheng)效率高達85%。還觀察到(dao)(dao)，陰極(ji)(ji)比(bi)陽(yang)極(ji)(ji)再生(sheng)約20%的苯酚(fen)好。假(jia)NaCl電解質)到(dao)(dao)CO 電化學氧化與水。由于鈉陽(yang)離子(zi)遷移到(dao)(dao)陰極(ji)(ji)，有(you)兩種方(fang)法可以幫助苯酚(fen)解吸(xi)：苯酚(fen)鈉的形(xing)成(cheng)，它不能很好地(di)吸(xi)附(fu)(fu)在(zai)碳表面； 并在(zai)陰極(ji)(ji)附(fu)(fu)近增(zeng)加(jia)局部pH這也(ye)降低了活性(xing)炭吸(xi)附(fu)(fu)劑對苯酚(fen)的吸(xi)附(fu)(fu)能力。由于濃度極(ji)(ji)化效應的降低和外部傳質的改善(shan)，發現(xian)溶液的混合(he)也(ye)改善(shan)了電極(ji)(ji)吸(xi)收。

　　現在(zai)我們開始(shi)研究活性炭的(de)電吸附選擇。本研究的(de)吸附劑(ji)是(shi)蒸汽(qi)活化(hua)褐(he)煤生(sheng)產(chan)的(de)酸(suan)洗(xi)顆粒(li)活性炭。比表(biao)面(mian)積、總細孔體(ti)積、平均粒(li)徑和pH PZC這種(zhong)吸附劑(ji)是(shi)650米2 ·克-1，0.95毫(hao)(hao)升·克-1，分別為1.3毫(hao)(hao)米，6.3毫(hao)(hao)米。20多年來，金豐活性炭一(yi)直被用(yong)作水溶(rong)液系統中重金屬等(deng)物質的(de)吸附劑(ji)。

　　研究步(bu)驟:500毫升5000ml分批實驗(yan) mg·L -1 NaCl支(zhi)持電解質。用(yong)原(yuan)子吸收標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)(zhun)制備所需濃度(du)的砷(shen)和(he)鉻(ge)電解質。使用(yong)As 2 O 3和(he)(NH 4)2 Cr 2 O 制備砷(shen)和(he)鉻(ge)標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)(zhun)物， 分別。使用(yong)氯化(hua)鎳(nie)(II)和(he)硝酸鐵(III)制備含有(you)(you)Ni(II)和(he)Fe(III)工(gong)作電解質。用(yong)于制備標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)(zhun)產品。所有(you)(you)實驗(yan)設備均采用(yong)A級(ji)容量玻璃器(qi)皿制備，定量清洗采用(yong)標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)(zhun)實驗(yan)室程序。用(yong)移液管分配原(yuan)子吸收標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)(zhun)液，制備工(gong)作電解液時。

　　圖顯示了(le)分批電池(chi)用于實驗(yan)的示意圖。它由兩個(ge)相同的鉑網集電器(qi)(基于99.9%的金屬(shu)，100×100目，0.0762mm直徑(jing)(jing)(jing)導線(xian)(xian))和(he)Pt導線(xian)(xian)(基于99.95%的金屬(shu)，0.025mm直徑(jing)(jing)(jing))編織到(dao)網電連接； 三個(ge)PVC墊(dian)圈(quan)(quan)(9/16.25”外(wai)(wai)徑(jing)(jing)(jing)，0.0625厚度(du))；兩個(ge)聚丙烯網狀板(121×121目，1.25”外(wai)(wai)徑(jing)(jing)(jing)); 兩個(ge)橡膠墊(dian)圈(quan)(quan)(9/16內(nei)徑(jing)(jing)(jing)，1.25”外(wai)(wai)徑(jing)(jing)(jing)，0.0625“厚度(du))，活性炭吸(xi)附劑顆粒作為單層填充到(dao)*下(xia)面的鉑網上，在*下(xia)面的墊(dian)圈(quan)(quan)的中(zhong)心(xin)腔內(nei)。用四個(ge)細(xi)胞PTFE機器(qi)螺(luo)釘

　　500ml將電(dian)(dian)(dian)解質(zhi)裝入批量電(dian)(dian)(dian)池(chi)中。電(dian)(dian)(dian)化學電(dian)(dian)(dian)位(wei)由直(zhi)流電(dian)(dian)(dian)源供電(dian)(dian)(dian)。允許正常吸附(fu)、電(dian)(dian)(dian)吸附(fu)和電(dian)(dian)(dian)極(ji)吸附(fu)。同時，用(yong)100-1000移(yi)液(ye)管(guan)取1000ml樣品。所有樣品根(gen)據USEPA方法200.保存(cun)51，稀釋1毫升.5莫爾-1 HNO。

　　通過(guo)石墨爐原子吸收光譜(pu)法(GFAAS)和(he)Perkin Elmer 4100 ZL金屬分(fen)(fen)(fen)析(xi)塞曼原子吸收光譜(pu)儀。GFAA通過(guo)定(ding)期分(fen)(fen)(fen)析(xi)標(biao)準，參(can)考物質1640的(de)準確性(xing)(NIST)監測(ce)該(gai)標(biao)準的(de)參(can)考材(cai)料含(han)砷(shen)為(wei)26.71±0.42μg·L -1。在(zai)對(dui)一(yi)系列實(shi)驗樣品(pin)的(de)典型(xing)(xing)分(fen)(fen)(fen)析(xi)中，每5個(ge)樣品(pin)進行分(fen)(fen)(fen)析(xi)NIST標(biao)準。作為(wei)典型(xing)(xing)精度(du)的(de)例子，一(yi)次分(fen)(fen)(fen)析(xi)結(jie)果(guo)NIST 1640砷(shen)濃(nong)度(du)為(wei)25.9μg·L -1.基(ji)于14次重復分(fen)(fen)(fen)析(xi)，標(biao)準偏差為(wei)1.7%; 這些結(jie)果(guo)是(shi)本文(wen)所有分(fen)(fen)(fen)析(xi)的(de)典型(xing)(xing)結(jie)果(guo)。

　　為了更好地研究活(huo)性(xing)炭表面的(de)電(dian)(dian)吸(xi)附(fu)(fu)/電(dian)(dian)極吸(xi)附(fu)(fu)，活(huo)性(xing)炭是一種(zhong)相對無(wu)效(xiao)的(de)正常無(wu)輔助吸(xi)附(fu)(fu)劑，含水(shui)量為0.15-0.30 g·L -用(yong)于含有的(de)無(wu)機砷Ca的(de)電(dian)(dian)解質。100μg·L -1砷(pH 4.5)。陽極電(dian)(dian)化學電(dian)(dian)位在(zai)活(huo)性(xing)炭上的(de)應用(yong)導致電(dian)(dian)吸(xi)附(fu)(fu)增強的(de)吸(xi)收，伴隨(sui)著電(dian)(dian)極表面陰離子豐富的(de)電(dian)(dian)化學雙層帶電(dian)(dian)。還證(zheng)實了在(zai)施1.50V陰極電(dian)(dian)勢(shi)可接近(jin)100%再(zai)生吸(xi)附(fu)(fu)劑。

　　其它(ta)金(jin)屬(shu)離子(zi)的(de)(de)存在(zai)已被(bei)證明對(dui)活性炭上(shang)砷的(de)(de)電(dian)極(ji)吸附有(you)顯著而復雜的(de)(de)影響，這是(shi)正常的(de)(de)、無輔助的(de)(de)。鉻系(xi)(xi)統中的(de)(de)吸收(shou)(shou)機制已被(bei)證明是(shi)鉻濃(nong)度，仍然是(shi)調查的(de)(de)主題。鉻的(de)(de)存在(zai)導致比含鎳系(xi)(xi)統更大(da)的(de)(de)吸收(shou)(shou)  1.25V電(dian)吸附電(dian)位。然而，將陽極(ji)電(dian)位增(zeng)加到  1.50V導致As-Ni比As-Cr更大(da)的(de)(de)砷吸收(shou)(shou)系(xi)(xi)統。

　　已經(jing)表明Fe(III)其存在(zai)(zai)顯著增強了活性炭上砷(shen)的(de)電(dian)吸(xi)附(fu)。在(zai)(zai)研(yan)究中As-Cr，As-Fe，As-Ni體系中，As-Fe該(gai)系統表現出*大的(de)吸(xi)收砷(shen)，并在(zai)(zai)1.75V陰極電(dian)勢(shi)以*高效率再(zai)生(sheng)。在(zai)(zai)鐵下電(dian)吸(xi)附(fu)中觀察(cha)到(dao)的(de)行為可能(neng)是(shi)正確的(de)ZVI修(xiu)復技術的(de)機(ji)理/應(ying)用(yong)影(ying)響很大。