重金屬(shu)中活性炭的(de)電吸(xi)附

　　活性(xing)(xing)炭(tan)在(zai)重金(jin)屬(shu)(shu)中的電(dian)吸附在(zai)之(zhi)前的介紹中有很多關于(yu)使用活性(xing)(xing)炭(tan)吸附劑去除金(jin)屬(shu)(shu)和(he)金(jin)屬(shu)(shu)化合物(wu)的數據，但通常不低微克·L -1的水(shui)平。然而，在(zai)某些情況下，通過施加電(dian)位控制的吸附/解吸或ES / ED(即(ji)電(dian)場內固體吸附劑上的吸附/解吸附)為了提(ti)高活性(xing)(xing)炭(tan)的容量，可以顯著提(ti)高活性(xing)(xing)炭(tan)吸附劑的有效性(xing)(xing)，促進其后續再生。

　　負(fu)(fu)和(he)中(zhong)性物質的(de)(de)吸附平(ping)衡取決于電(dian)(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)(dian)荷(he)。表(biao)面(mian)負(fu)(fu)載的(de)(de)偏振依賴性與(yu)零電(dian)(dian)(dian)荷(he)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)勢有關(guan)，即25E PZC，吸附溶液中(zhong)的(de)(de)特定濃(nong)度。中(zhong)性物質在E PZC隨著表(biao)面(mian)變得(de)陰極(ji)或陽極(ji)，正負(fu)(fu)電(dian)(dian)(dian)物質的(de)(de)負(fu)(fu)荷(he)分(fen)別(bie)增加。非極(ji)化電(dian)(dian)(dian)極(ji)很(hen)容易理解這些相(xiang)互(hu)作用(yong)。然而，由(you)于其表(biao)面(mian)官能團、異(yi)構大力表(biao)面(mian)和(he)粒子之間的(de)(de)復雜電(dian)(dian)(dian)位分(fen)布，它(ta)們并(bing)不直接(jie)適(shi)用(yong)于活(huo)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(de)(de)電(dian)化學再生(sheng)，發現(xian)再生(sheng)效(xiao)率(lv)高達85%。還觀察(cha)到，陰極(ji)(ji)比陽(yang)極(ji)(ji)再生(sheng)約20%的(de)(de)苯酚好。假(jia)NaCl電(dian)解質(zhi))到CO 電(dian)化學氧化與水(shui)。由(you)于(yu)鈉(na)陽(yang)離子(zi)遷移到陰極(ji)(ji)，有(you)兩種方法可以幫助苯酚解吸：苯酚鈉(na)的(de)(de)形成(cheng)，它不能很好地(di)吸附在(zai)碳(tan)表面(mian)； 并在(zai)陰極(ji)(ji)附近增加局部pH這也降低(di)(di)了(le)活性炭吸附劑對(dui)苯酚的(de)(de)吸附能力。由(you)于(yu)濃度極(ji)(ji)化效(xiao)應(ying)的(de)(de)降低(di)(di)和外(wai)部傳質(zhi)的(de)(de)改善，發現(xian)溶液的(de)(de)混合(he)也改善了(le)電(dian)極(ji)(ji)吸收。

　　現在(zai)我們開始研究(jiu)活性(xing)炭(tan)的(de)電(dian)吸附(fu)選擇。本研究(jiu)的(de)吸附(fu)劑(ji)是(shi)蒸汽活化(hua)褐煤生(sheng)產的(de)酸洗顆粒活性(xing)炭(tan)。比(bi)表面(mian)積(ji)(ji)、總細孔體(ti)積(ji)(ji)、平均粒徑和pH PZC這種(zhong)吸附(fu)劑(ji)是(shi)650米(mi)2 ·克(ke)-1，0.95毫升(sheng)·克(ke)-1，分(fen)別為1.3毫米(mi)，6.3毫米(mi)。20多年來，金(jin)豐活性(xing)炭(tan)一直被用作水溶液系統中重金(jin)屬等(deng)物質的(de)吸附(fu)劑(ji)。

　　研究步驟(zou):500毫升5000ml分(fen)批實驗 mg·L -1 NaCl支(zhi)持電解質。用(yong)原(yuan)子(zi)吸收標(biao)準制(zhi)備(bei)所需濃度(du)的砷和鉻電解質。使(shi)用(yong)As 2 O 3和(NH 4)2 Cr 2 O 制(zhi)備(bei)砷和鉻標(biao)準物， 分(fen)別(bie)。使(shi)用(yong)氯化鎳(II)和硝酸鐵(III)制(zhi)備(bei)含有Ni(II)和Fe(III)工作電解質。用(yong)于(yu)制(zhi)備(bei)標(biao)準產品。所有實驗設(she)備(bei)均采用(yong)A級容量(liang)玻璃器皿制(zhi)備(bei)，定量(liang)清(qing)洗(xi)采用(yong)標(biao)準實驗室程序。用(yong)移液(ye)管分(fen)配原(yuan)子(zi)吸收標(biao)準液(ye)，制(zhi)備(bei)工作電解液(ye)時(shi)。

　　圖(tu)顯示了分批(pi)電池用于實(shi)驗(yan)的(de)(de)(de)示意圖(tu)。它由兩個相同的(de)(de)(de)鉑網(wang)集電器(基于99.9%的(de)(de)(de)金屬，100×100目，0.0762mm直徑(jing)(jing)導線(xian)(xian))和Pt導線(xian)(xian)(基于99.95%的(de)(de)(de)金屬，0.025mm直徑(jing)(jing))編織到(dao)(dao)網(wang)電連接； 三個PVC墊(dian)(dian)圈(quan)(9/16.25”外(wai)徑(jing)(jing)，0.0625厚(hou)度(du))；兩個聚丙烯網(wang)狀板(121×121目，1.25”外(wai)徑(jing)(jing)); 兩個橡膠墊(dian)(dian)圈(quan)(9/16內(nei)徑(jing)(jing)，1.25”外(wai)徑(jing)(jing)，0.0625“厚(hou)度(du))，活性(xing)炭吸附劑顆粒作為(wei)單(dan)層(ceng)填充到(dao)(dao)*下(xia)面(mian)的(de)(de)(de)鉑網(wang)上(shang)，在*下(xia)面(mian)的(de)(de)(de)墊(dian)(dian)圈(quan)的(de)(de)(de)中心腔內(nei)。用四(si)個細胞PTFE機(ji)器螺釘

　　500ml將電(dian)(dian)解質裝入批(pi)量電(dian)(dian)池中(zhong)。電(dian)(dian)化(hua)學電(dian)(dian)位(wei)由直(zhi)流電(dian)(dian)源供電(dian)(dian)。允許正常吸附、電(dian)(dian)吸附和(he)電(dian)(dian)極(ji)吸附。同時，用100-1000移液管取1000ml樣品。所(suo)有樣品根(gen)據USEPA方法(fa)200.保存51，稀釋1毫升.5莫爾-1 HNO。

　　通過石(shi)墨(mo)爐原(yuan)子(zi)(zi)吸收光譜法(fa)(GFAAS)和Perkin Elmer 4100 ZL金屬分(fen)析(xi)塞曼原(yuan)子(zi)(zi)吸收光譜儀。GFAA通過定期分(fen)析(xi)標(biao)(biao)準，參考物質(zhi)1640的(de)準確性(NIST)監測該標(biao)(biao)準的(de)參考材(cai)料含砷為26.71±0.42μg·L -1。在(zai)對一系列實驗樣(yang)品(pin)的(de)典型(xing)分(fen)析(xi)中(zhong)，每5個樣(yang)品(pin)進行分(fen)析(xi)NIST標(biao)(biao)準。作為典型(xing)精度(du)的(de)例子(zi)(zi)，一次(ci)分(fen)析(xi)結(jie)果NIST 1640砷濃度(du)為25.9μg·L -1.基(ji)于14次(ci)重復(fu)分(fen)析(xi)，標(biao)(biao)準偏差為1.7%; 這些結(jie)果是(shi)本文所有分(fen)析(xi)的(de)典型(xing)結(jie)果。

　　為了(le)更好地研究活性(xing)炭(tan)表(biao)面(mian)的電(dian)(dian)吸(xi)附(fu)/電(dian)(dian)極(ji)吸(xi)附(fu)，活性(xing)炭(tan)是一種(zhong)相對無(wu)效的正常(chang)無(wu)輔助吸(xi)附(fu)劑，含(han)水量為0.15-0.30 g·L -用于含(han)有(you)的無(wu)機砷(shen)Ca的電(dian)(dian)解質。100μg·L -1砷(shen)(pH 4.5)。陽極(ji)電(dian)(dian)化(hua)學(xue)電(dian)(dian)位在(zai)活性(xing)炭(tan)上的應用導致電(dian)(dian)吸(xi)附(fu)增強(qiang)的吸(xi)收，伴隨著電(dian)(dian)極(ji)表(biao)面(mian)陰離子豐富的電(dian)(dian)化(hua)學(xue)雙層帶電(dian)(dian)。還證實了(le)在(zai)施1.50V陰極(ji)電(dian)(dian)勢(shi)可接近100%再生吸(xi)附(fu)劑。

　　其(qi)它(ta)金屬離子(zi)的(de)存(cun)在已(yi)被證明對活(huo)性炭上砷(shen)的(de)電(dian)(dian)極吸(xi)(xi)附有顯著而復(fu)雜的(de)影響，這是(shi)正常的(de)、無輔(fu)助的(de)。鉻系(xi)統中的(de)吸(xi)(xi)收(shou)(shou)機制已(yi)被證明是(shi)鉻濃(nong)度，仍然是(shi)調(diao)查的(de)主題。鉻的(de)存(cun)在導(dao)致比含(han)鎳系(xi)統更大(da)(da)的(de)吸(xi)(xi)收(shou)(shou)  1.25V電(dian)(dian)吸(xi)(xi)附電(dian)(dian)位(wei)。然而，將陽極電(dian)(dian)位(wei)增加到(dao)  1.50V導(dao)致As-Ni比As-Cr更大(da)(da)的(de)砷(shen)吸(xi)(xi)收(shou)(shou)系(xi)統。

　　已經表(biao)明Fe(III)其存在(zai)顯著(zhu)增強了(le)活性(xing)炭上砷的電(dian)吸附(fu)。在(zai)研(yan)究中As-Cr，As-Fe，As-Ni體系中，As-Fe該系統表(biao)現出*大(da)的吸收(shou)砷，并在(zai)1.75V陰(yin)極電(dian)勢以*高(gao)效率再生(sheng)。在(zai)鐵下電(dian)吸附(fu)中觀察到的行為可能是正確的ZVI修(xiu)復技(ji)術的機理(li)/應用影響很大(da)。