活性炭納米材料去除砷酸鹽

　　與傳統活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)相比，活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)納米(mi)(mi)材料具(ju)有較(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)表面體積比，吸(xi)引了環境污染(ran)物和有害金屬(shu)的(de)(de)(de)注意。但由(you)于酸(suan)性(xing)(xing)(xing)表面官能團，碳納米(mi)(mi)管(guan)和石(shi)墨(mo)烯對從水中去(qu)(qu)除氧代陰離子無效。在這里，我們展示了去(qu)(qu)離子水溶(rong)液中對砷酸(suan)鹽(yan)和硒酸(suan)鹽(yan)的(de)(de)(de)良好吸(xi)附。納米(mi)(mi)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)(de)關(guan)鍵(jian)特(te)點是去(qu)(qu)除金屬(shu)氧化物納米(mi)(mi)顆粒的(de)(de)(de)微(wei)孔(kong)和堿性(xing)(xing)(xing)表面基團的(de)(de)(de)存(cun)在。與商業活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)相比，納米(mi)(mi)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)在運(yun)河(he)和井水中具(ju)有優異的(de)(de)(de)砷酸(suan)鹽(yan)去(qu)(qu)除和微(wei)堿性(xing)(xing)(xing)pH。

　　隨著活(huo)性(xing)炭(tan)納(na)米(mi)技術的發(fa)展，人們(men)一直在開(kai)發(fa)利用(yong)(yong)(yong)這些納(na)米(mi)活(huo)性(xing)炭(tan)材(cai)料(liao)進(jin)行(xing)水處理(li)的高表面體積比。*近證明了活(huo)性(xing)炭(tan)和(he)石墨烯基吸(xi)附劑用(yong)(yong)(yong)于去(qu)除汞、砷、鉻和(he)硒等金(jin)屬的吸(xi)附作(zuo)用(yong)(yong)(yong)。與碳納(na)米(mi)管和(he)石墨烯不(bu)同，活(huo)性(xing)炭(tan)納(na)米(mi)結構具有(you)(you)良好的生(sheng)物相容性(xing)。因此，納(na)米(mi)活(huo)性(xing)炭(tan)可能是環(huan)境修復應用(yong)(yong)(yong)的有(you)(you)希望材(cai)料(liao)，如從水中去(qu)除有(you)(you)害金(jin)屬。

　　球形(xing)納米活性炭材料

　　在(zai)前溶(rong)液中加入(ru)金(jin)屬鹽(yan)，加熱分解，形成(cheng)金(jin)屬氧化(hua)物納(na)米(mi)顆粒(li)，作為(wei)碳水(shui)化(hua)合(he)(he)物源碳化(hua)的(de)(de)(de)成(cheng)核點。合(he)(he)成(cheng)蝕刻去(qu)除金(jin)屬氧化(hua)物納(na)米(mi)顆粒(li)，留下(xia)高多孔(kong)活(huo)性(xing)炭(tan)(圖1A)。活(huo)性(xing)炭(tan)中金(jin)屬氧化(hua)物納(na)米(mi)顆粒(li)的(de)(de)(de)尺寸可以通過調整前體(ti)的(de)(de)(de)比例來控(kong)制(zhi)(zhi)，從而控(kong)制(zhi)(zhi)孔(kong)徑。因此，該合(he)(he)成(cheng)方法可用于吸附金(jin)，活(huo)性(xing)炭(tan)材(cai)料的(de)(de)(de)起源和物理化(hua)學(xue)性(xing)質（如表面積、微孔(kong)）差異很大，隔(ge)離沉積物PBDEs對效果(guo)了解較少。

　　根(gen)據不(bu)同的原料(liao)(liao)、燃燒(shao)方法和廣(guang)泛的可用性(xing)(xing)和應用，選(xuan)擇活性(xing)(xing)炭(tan)、木炭(tan)和生(sheng)物(wu)炭(tan)三種不(bu)同的材(cai)(cai)料(liao)(liao)。活性(xing)(xing)炭(tan)。木炭(tan)來源于4000木質素材(cai)(cai)料(liao)(liao)°C下(xia)的燃燒(shao)。原料(liao)(liao)為(wei)4000生(sheng)物(wu)炭(tan)樣品℃由不(bu)完全(quan)燃燒(shao)引起的。將所(suo)有活性(xing)(xing)炭(tan)材(cai)(cai)料(liao)(liao)研磨(mo)成100目(mu)(0.149mm使用前(qian)在(zai)室(shi)溫(wen)(wen)下(xia)儲存孔徑)。以(yi)上分析了(le)活性(xing)(xing)炭(tan)材(cai)(cai)料(liao)(liao)OC含量。使用表面積(ji)分析儀BET氮等溫(wen)(wen)線(xian)測(ce)定(ding)比(bi)表面積(ji)(SSA)和微孔率。活性(xing)(xing)炭(tan)、生(sheng)物(wu)炭(tan)、木炭(tan)。

　　為了(le)(le)比較活(huo)(huo)性炭(tan)材(cai)料降低(di)沉(chen)(chen)積物(wu)(wu)(wu)中不含多(duo)(duo)溴(xiu)二苯(ben)醚的(de)(de)C的(de)(de)有(you)效性，在(zai)用于(yu)(yu)纖維暴露之前，用活(huo)(huo)性炭(tan)，木炭(tan)或生物(wu)(wu)(wu)炭(tan)對JL和(he)(he)(he)SD修正了(le)(le)沉(chen)(chen)積物(wu)(wu)(wu)。在(zai)沉(chen)(chen)淀(dian)物(wu)(wu)(wu)中加入1000μg/ kg每種多(duo)(duo)溴(xiu)二苯(ben)醚同源物(wu)(wu)(wu)，如上述(shu)(shu)平衡7天(tian)(tian)，然后在(zai)0(未修正對照)，0.5，1.0，1.5，3.0和(he)(he)(he)6.與活(huo)(huo)性炭(tan)、木炭(tan)或生物(wu)(wu)(wu)炭(tan)混合。基于(yu)(yu)沉(chen)(chen)積物(wu)(wu)(wu)干重(zhong)的(de)(de)%。120年活(huo)(huo)性炭(tan)修正沉(chen)(chen)積物(wu)(wu)(wu)rpm產(chan)生下混合7天(tian)(tian)PBDE污染沉(chen)(chen)積物(wu)(wu)(wu)樣(yang)品。等份的(de)(de)修正沉(chen)(chen)淀(dian)物(wu)(wu)(wu)(1).0g，干重(zhong))，一片1cm PDMS纖維和(he)(he)(he)1.5mL水置于(yu)(yu)20mL用玻璃瓶測量C 自由度如上所(suo)述(shu)(shu)PBDEs。7天(tian)(tian)后，回收(shou)PDMS纖維，提取和(he)(he)(he)分析。

　　活性(xing)炭(tan)沉(chen)積在混合條件(jian)下PDMS纖維(wei)吸收動力學。

　　多溴聯苯(ben)醚中活性炭類型的(de)差異

　　通過活(huo)性炭(tan)吸附或(huo)隔(ge)離平(ping)(ping)(ping)衡PBDEs反(fan)映了它們(men)PDMS纖維(wei)(C PDMS)檢測到(dao)的(de)水(shui)平(ping)(ping)(ping)變化。在JL在沉(chen)積(ji)物(wu)(wu)中(zhong)，隨著活(huo)性炭(tan)的(de)修(xiu)正(zheng)，C PDMS顯著下降(jiang)，并且活(huo)性炭(tan)的(de)類型之間的(de)減少(shao)不(bu)(bu)同(tong)(圖2)。例如(ru)，當生物(wu)(wu)炭(tan)用(yong)于0時.5%修(xiu)正(zheng)JL沉(chen)積(ji)物(wu)(wu)時，C PDMS30水(shui)平(ping)(ping)(ping)降(jiang)低到(dao)未(wei)沉(chen)降(jiang)沉(chen)積(ji)物(wu)(wu)中(zhong).0-67.8%。木炭(tan)(29.7-63.5%的(de)效果與(yu)生物(wu)(wu)炭(tan)相似(圖2)。相比之下，活(huo)性炭(tan)修(xiu)正(zheng)沉(chen)積(ji)物(wu)(wu)C PDMS下降(jiang)幅(fu)度較大(圖2)。例如(ru)，在0中(zhong).5%活(huo)性炭(tan)的(de)JL對于不(bu)(bu)同(tong)的(de)同(tong)源物(wu)(wu)，C PDMS降(jiang)至未(wei)改進處理水(shui)平(ping)(ping)(ping)1.8-8.1%。平(ping)(ping)(ping)均而言，添加1.0%的(de)活(huo)性炭(tan)導致所選活(huo)性炭(tan)BDE同(tong)系物(wu)(wu)的(de)C PDMS將1降(jiang)低到(dao)對照水(shui)平(ping)(ping)(ping).7-5.9%表明活(huo)性炭(tan)在沉(chen)積(ji)物(wu)(wu)中(zhong)螯合PBDEs能(neng)力遠高于其(qi)他黑碳材(cai)料。

　　沉積在水(shui)中PDMS纖維(wei)上(shang)的BDE 47(A)，85(B)，99(C)，100(D)，153(E)和154(F)不同類型活性(xing)炭的濃度隔離效果。

　　本研究(jiu)開發(fa)(fa)了(le)一(yi)(yi)種測量(liang)沉積物(wu)中不(bu)含多(duo)溴(xiu)(xiu)(xiu)二苯醚(mi)的(de)(de)(de)方法(fa)C，該方法(fa)進一(yi)(yi)步(bu)(bu)用(yong)于比較不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)材料C free密封多(duo)溴(xiu)(xiu)(xiu)聯(lian)苯醚(mi)的(de)(de)(de)效(xiao)率(lv)。研究(jiu)結果表明，雖(sui)然不(bu)含多(duo)溴(xiu)(xiu)(xiu)二苯醚(mi)的(de)(de)(de)C通過活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)修(xiu)正減少，但不(bu)同(tong)類(lei)型(xing)的(de)(de)(de)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)之間(jian)(jian)存在(zai)很大(da)(da)差異，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)比生物(wu)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)或木(mu)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)更有效(xiao)。此外，由(you)于微孔(kong)分布(bu)不(bu)同(tong)，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)優先(xian)隔(ge)離低溴(xiu)(xiu)(xiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)溴(xiu)(xiu)(xiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)BDE，生物(wu)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)或木(mu)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)表現出高(gao)溴(xiu)(xiu)(xiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)溴(xiu)(xiu)(xiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)二苯醚(mi)的(de)(de)(de)選擇(ze)性(xing)(xing)吸附。減少C.同(tong)一(yi)(yi)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)修(xiu)正案的(de)(de)(de)沉積物(wu)之間(jian)(jian)的(de)(de)(de)免費差異很大(da)(da)，而且(qie)更高(gao)OC含量(liang)似(si)乎抑制(zhi)了(le)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)黑的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)。另一(yi)(yi)方面，由(you)于天然有機物(wu)或膠體可能競爭(zheng)吸附位點或阻塞微孔(kong)，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)隔(ge)離能力可能會(hui)因老化(hua)(hua)(hua)(hua)效(xiao)應(ying)而發(fa)(fa)生變(bian)化(hua)(hua)(hua)(hua)。因此，在(zai)應(ying)用(yong)于污染沉積物(wu)原位修(xiu)復之前，需要進一(yi)(yi)步(bu)(bu)了(le)解活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)多(duo)溴(xiu)(xiu)(xiu)二苯醚(mi)等老化(hua)(hua)(hua)(hua)情況HOCs對活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)類(lei)型(xing)的(de)(de)(de)隔(ge)離和(he)依賴。