活性炭吸附回收氯化鈀離子

　　本期介紹了活(huo)性炭上氯化鈀(ba)(ba)復(fu)合離子的(de)吸附過程。隨著溫度的(de)升(sheng)高(gao)，發現(xian)活(huo)性炭可以增強(qiang)吸附效果(guo)。結果(guo)表(biao)明，鈀(ba)(ba)復(fu)合物可以與存在于活(huo)性炭表(biao)面的(de)官(guan)能(neng)團發生反應。推(tui)平衡常數、熱量和吸附熵(shang)等熱力學參數。活(huo)性炭吸附氯化鈀(ba)(ba)(II)二氯氧化鈀(ba)(ba)或二氯化鈀(ba)(ba)在活(huo)性炭表(biao)面形成。

　　經(jing)過大量的實例(li)測試，活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)可以(yi)從水溶(rong)(rong)(rong)液中(zhong)吸收(shou)重(zhong)金屬。例(li)如，從廢水中(zhong)吸附活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)去除(chu)鎘(II)，汞(II)，和鉛(II)可以(yi)給離子(zi)。然而，即使溶(rong)(rong)(rong)液中(zhong)的濃度(du)很低(di)，鉑、鈀、金等貴金屬也(ye)可以(yi)這(zhe)樣提取。因(yin)此，這(zhe)些金屬可以(yi)從通常(chang)在(zai)再(zai)循(xun)環過程(cheng)中(zhong)產生的稀(xi)釋水溶(rong)(rong)(rong)液中(zhong)回收(shou)。活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)吸附過程(cheng)的機理取決于溶(rong)(rong)(rong)液等初(chu)始(shi)條(tiao)件(jian)(jian)pH，金屬離子(zi)的溫度(du)和吸附形式。例(li)如，在(zai)氰化物(wu)溶(rong)(rong)(rong)液中(zhong)，鈀有2 它(ta)非常(chang)穩(wen)定，很容易被(bei)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)吸附。很明顯，與氰化物(wu)配合物(wu)相比(bi)，Pd(II)氯(lv)化物(wu)配合物(wu)的穩(wen)定性(xing)(xing)較差(cha)。幾份報告顯示(shi)，鈀在(zai)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)吸附過程(cheng)中(zhong)(II)還原成金屬形式。因(yin)此，我(wo)們研究了恢復(fu)反應(ying)的可能條(tiao)件(jian)(jian)。本工作的目的是研究和描述使用(yong)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)吸附作為吸附劑Pd(II)離子(zi)回收(shou)條(tiao)件(jian)(jian)，找出這(zhe)種(zhong)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)是否也(ye)是Pd(II)復(fu)合還原劑。

　　還應該提到的(de)是(shi)，活(huo)(huo)性炭比(bi)離(li)(li)子(zi)交(jiao)換劑便宜得(de)多，因為這個事實，它可能(neng)(neng)對回收過程(cheng)更(geng)有吸引力。溫度(du)和(he)(he)鈀(II)初始濃度(du)的(de)影(ying)響。為此，利(li)用(yong)我們新開發(fa)的(de)活(huo)(huo)性炭，這種活(huo)(huo)性炭可以(yi)形式，使其更(geng)容易從溶液中分離(li)(li)出來。這種活(huo)(huo)性炭通常由椰(ye)子(zi)殼制成。此外，顆粒具(ju)(ju)有較(jiao)高的(de)機(ji)械強(qiang)度(du)和(he)(he)較(jiao)大的(de)表面(mian)積。*后，由于制造過程(cheng)中的(de)化學(xue)處(chu)理（蒸汽(qi)和(he)(he)正磷酸(suan)活(huo)(huo)化），該活(huo)(huo)性炭具(ju)(ju)有明顯的(de)官能(neng)(neng)團表面(mian)濃度(du)（約18m mol·g-一、能(neng)(neng)起到還原劑或離(li)(li)子(zi)的(de)作用(yong)。

　　氯化鈀復合離子(zi)初始(shi)濃度(du)對活性炭吸(xi)附的影響。試驗條件：pH1，Cl-=0.1mol·kg-1。

　　鈀初始濃度(du)對活性炭吸附的(de)影響

　　活性炭的(de)(de)(de)吸附(fu)能力與其表面及(ji)其孔隙率有關。其次，研究了氯(lv)化鈀離子初始濃(nong)度(du)對活性炭(tan)添加(jia)后溶液中平衡濃(nong)度(du)的(de)(de)(de)影響。根(gen)據Lambert-Beer在(zai)這(zhe)(zhe)些(xie)波長下，溶液吸光度(du)的(de)(de)(de)降(jiang)低和溶液中的(de)(de)(de)定(ding)律Pd(II)濃(nong)度(du)降(jiang)低成正比。假(jia)設這(zhe)(zhe)種減少對應于活性炭(tan)表面吸附(fu)的(de)(de)(de)鈀的(de)(de)(de)量(liang)。根(gen)據計算的(de)(de)(de)Pd(II)濃(nong)度(du)隨時間(jian)變化，導致沉積過程(cheng)中的(de)(de)(de)動力曲(qu)線。注冊動力學(xue)曲(qu)線，[PdCl 4 圖1顯示兩對時間(jian)。溶液中可(ke)以觀(guan)察到(dao)PdCl 4 2-濃(nong)度(du)接近恒定(ding)值，不(bu)等于零。在(zai)這(zhe)(zhe)種情況(kuang)下，這(zhe)(zhe)種觀(guan)察是(shi)*重(zhong)要的(de)(de)(de)，因為它表明間(jian)的(de)(de)(de)氯(lv)化鈀(II)絡合物的(de)(de)(de)平衡分(fen)布。該平衡存在(zai)于系統中，可(ke)以提供吸附(fu)過程(cheng)中的(de)(de)(de)熱力學(xue)信息。

　　吸附鈀(II)活(huo)性(xing)炭(tan)光譜前后，[PdCl 4 2-]0=5×10-4mol·kg-1，[C]=1.67g·dm-3，pH1，T=60℃。

　　X射光電子(zi)能譜(pu)分析研(yan)究

　　材料在吸附(fu)過程前后(hou)的完整性XPS光譜如圖(tu)2所示。考(kao)慮(lv)到(dao)觀察到(dao)的溶液Pd(II)估(gu)計鈀(ba)負荷等(deng)于(yu)0.7%(m/m)。從(cong)鈀(ba)峰可以看出(chu)。對(dui)這一峰值進(jin)行更(geng)深入的分析(xi)，可以為我們提供鈀(ba)電子(zi)結(jie)構的信息。

　　(A)活性(xing)炭的SEM分(fen)析，(B)選(xuan)擇區域放大率，(C和D)吸附氯化鈀(II)復合離子后(hou)EDS截面分(fen)析。

　　用掃描顯微鏡分(fen)析樣品。吸附試驗(yan)后的活性炭樣品為60℃干燥。然后將(jiang)顆粒分(fen)成(cheng)兩部分(fen)，用砂(sha)紙(造粒1000)拋光獲(huo)得的表(biao)面(mian)，直到表(biao)面(mian)平整。EDS分(fen)析。加速電壓等于20kV。獲(huo)得的結果如圖(tu)3所示(shi)。

　　活(huo)性炭解吸過程的效率。

　　鈀在活性(xing)炭(tan)表面剝離

　　當活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)表(biao)(biao)面(mian)有(you)二氯化(hua)鈀(ba)時，應(ying)按(an)方(fang)(fang)程(cheng)(cheng)解(jie)吸(xi)(xi)。因此(ci)(ci)(ci)，解(jie)吸(xi)(xi)試(shi)(shi)驗(yan)在(zai)(zai)(zai)室溫(20℃)使(shi)用(yong)100cm3鹽(yan)酸(濃度(du)為(wei)1mol·kg-1)或100cm3的(de)(de)(de)(de)(de)(de)高氯酸鹽(yan)(濃度(du)1mol.kg-1)。必須提到(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)，吸(xi)(xi)附(fu)實(shi)驗(yan)正(zheng)在(zai)(zai)(zai)進(jin)行中pH等于1下，汽提過程(cheng)(cheng)在(zai)(zai)(zai)pH等于0下。由(you)鈀(ba)(II)負荷活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)樣品(pin)(pin)取自以往的(de)(de)(de)(de)(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)試(shi)(shi)驗(yan)。預加(jia)載(zai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)通過過濾與(yu)溶(rong)液分離，然(ran)后(hou)(hou)在(zai)(zai)(zai)60℃下干燥。然(ran)后(hou)(hou)將干燥的(de)(de)(de)(de)(de)(de)預加(jia)載(zai)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)與(yu)鹽(yan)酸溶(rong)液混合。大約10個月的(de)(de)(de)(de)(de)(de)解(jie)吸(xi)(xi)試(shi)(shi)驗(yan)。前兩天(tian)，我在(zai)(zai)(zai)溶(rong)液中觀察到(dao)鈀(ba)(II)濃度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)快速增(zeng)加(jia)*終在(zai)(zai)(zai)12天(tian)后(hou)(hou)獲得(de)恒定值。這些結(jie)果如圖4所示(shi)作(zuo)為(wei)黑色方(fang)(fang)塊。樣品(pin)(pin)在(zai)(zai)(zai)接(jie)下來的(de)(de)(de)(de)(de)(de)10個月里留(liu)在(zai)(zai)(zai)溶(rong)液中，以確保這確實(shi)是(shi)*終的(de)(de)(de)(de)(de)(de)平衡。此(ci)(ci)(ci)時后(hou)(hou)獲得(de)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)值顯(xian)示(shi)為(wei)紅點。過量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鹽(yan)酸是(shi)顯(xian)而易(yi)見的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，它(ta)應(ying)該足以溶(rong)解(jie)二氯化(hua)鈀(ba)。結(jie)果表(biao)(biao)明，平衡狀(zhuang)態(tai)不(bu)受時間的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響，表(biao)(biao)明觀察到(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)狀(zhuang)態(tai)是(shi)*終狀(zhuang)態(tai)。實(shi)驗(yan)期間似乎(hu)只(zhi)有(you)約50-65%的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鈀(ba)(II)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)表(biao)(biao)面(mian)可(ke)以洗(xi)脫(tuo)物質(zhi)。如上所述，施(shi)用(yong)過量(liang)鹽(yan)酸。因此(ci)(ci)(ci)，一(yi)(yi)方(fang)(fang)面(mian)，不(bu)完(wan)全洗(xi)脫(tuo)是(shi)可(ke)以的(de)(de)(de)(de)(de)(de)Pd2 OCl2的(de)(de)(de)(de)(de)(de)形成解(jie)釋或活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)表(biao)(biao)面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)另(ling)一(yi)(yi)種鈀(ba)(II)化(hua)合物。另(ling)一(yi)(yi)方(fang)(fang)面(mian)，它(ta)可(ke)能(neng)只(zhi)與(yu)不(bu)同于初始狀(zhuang)態(tai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)新平衡狀(zhuang)態(tai)有(you)關(guan)。用(yong)于**次解(jie)吸(xi)(xi)試(shi)(shi)驗(yan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)進(jin)行簡單(dan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)第二次解(jie)吸(xi)(xi)試(shi)(shi)驗(yan)。實(shi)驗(yan)條件和(he)程(cheng)(cheng)序(xu)與(yu)**次解(jie)吸(xi)(xi)試(shi)(shi)驗(yan)相同。觀察到(dao)鈀(ba)(II)洗(xi)脫(tuo)又(you)發生了。*初的(de)(de)(de)(de)(de)(de)24小(xiao)時后(hou)(hou)，剩(sheng)余(yu)鈀(ba)高達17%(II)2個月后(hou)(hou)，總解(jie)吸(xi)(xi)效率(lv)達到(dao)98.4%的(de)(de)(de)(de)(de)(de)水平。

　　結果表明，氯(lv)化(hua)(hua)(hua)(hua)鈀被活(huo)性(xing)炭(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)學吸附(fu)(II)二(er)氯(lv)化(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)鈀或二(er)氯(lv)化(hua)(hua)(hua)(hua)鈀在(zai)(zai)活(huo)性(xing)炭(tan)表面形(xing)成，活(huo)性(xing)炭(tan)表面無金屬鈀。活(huo)性(xing)炭(tan)的(de)容(rong)量取(qu)決(jue)于(yu)取(qu)決(jue)于(yu)實驗條件℃溫度(du)(du)可達(da)42mg·g-1的(de)水平。在(zai)(zai)60℃在(zai)(zai)溫度(du)(du)下(xia)(xia)，負(fu)載隨(sui)溫度(du)(du)升高至67mg·g-而略有增加。鈀的(de)吸附(fu)過程應在(zai)(zai)盡可能(neng)低的(de)溫度(du)(du)下(xia)(xia)進行。