活性炭吸附回收氯化鈀離子

　　本期介(jie)紹了活性(xing)炭(tan)上氯(lv)化(hua)(hua)鈀復合(he)離子(zi)的吸(xi)(xi)附(fu)(fu)過程。隨著溫度的升高，發現活性(xing)炭(tan)可(ke)以增強吸(xi)(xi)附(fu)(fu)效果。結果表明，鈀復合(he)物可(ke)以與存在于活性(xing)炭(tan)表面的官能團(tuan)發生反應(ying)。推平(ping)衡常(chang)數、熱(re)量和(he)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)熵等(deng)熱(re)力學參(can)數。活性(xing)炭(tan)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)氯(lv)化(hua)(hua)鈀(II)二(er)氯(lv)氧化(hua)(hua)鈀或二(er)氯(lv)化(hua)(hua)鈀在活性(xing)炭(tan)表面形(xing)成。

　　經(jing)過大量的(de)實例(li)(li)測試，活性(xing)(xing)炭(tan)可以(yi)從(cong)水(shui)(shui)溶液(ye)中(zhong)吸(xi)收(shou)重金屬。例(li)(li)如(ru)，從(cong)廢水(shui)(shui)中(zhong)吸(xi)附(fu)(fu)活性(xing)(xing)炭(tan)去除鎘(ge)(II)，汞(II)，和(he)鉛(qian)(II)可以(yi)給離子(zi)。然(ran)而，即使溶液(ye)中(zhong)的(de)濃度很(hen)低，鉑、鈀、金等貴金屬也(ye)可以(yi)這樣提(ti)取。因此，這些金屬可以(yi)從(cong)通常在(zai)再循環過程中(zhong)產(chan)生的(de)稀釋水(shui)(shui)溶液(ye)中(zhong)回收(shou)。活性(xing)(xing)炭(tan)吸(xi)附(fu)(fu)過程的(de)機理取決于溶液(ye)等初始(shi)條(tiao)件(jian)(jian)pH，金屬離子(zi)的(de)溫度和(he)吸(xi)附(fu)(fu)形(xing)式。例(li)(li)如(ru)，在(zai)氰(qing)化物(wu)溶液(ye)中(zhong)，鈀有2 它非常穩定，很(hen)容易被活性(xing)(xing)炭(tan)吸(xi)附(fu)(fu)。很(hen)明顯，與(yu)氰(qing)化物(wu)配合物(wu)相(xiang)比，Pd(II)氯化物(wu)配合物(wu)的(de)穩定性(xing)(xing)較差。幾份報(bao)告顯示，鈀在(zai)活性(xing)(xing)炭(tan)吸(xi)附(fu)(fu)過程中(zhong)(II)還原(yuan)成(cheng)金屬形(xing)式。因此，我們研(yan)(yan)究了恢復反(fan)應(ying)的(de)可能(neng)條(tiao)件(jian)(jian)。本工(gong)作的(de)目的(de)是(shi)研(yan)(yan)究和(he)描述使用活性(xing)(xing)炭(tan)吸(xi)附(fu)(fu)作為吸(xi)附(fu)(fu)劑(ji)Pd(II)離子(zi)回收(shou)條(tiao)件(jian)(jian)，找出這種活性(xing)(xing)炭(tan)是(shi)否也(ye)是(shi)Pd(II)復合還原(yuan)劑(ji)。

　　還應(ying)該提到的(de)是(shi)，活性炭(tan)比離(li)(li)子(zi)交(jiao)換劑(ji)便宜(yi)得多(duo)，因為(wei)這個事實，它可能(neng)對(dui)回收過程(cheng)(cheng)更有吸引力(li)。溫度和(he)鈀(II)初始濃度的(de)影響。為(wei)此，利用我們新開(kai)發(fa)的(de)活性炭(tan)，這種活性炭(tan)可以形(xing)式(shi)，使其更容易從溶液(ye)中分離(li)(li)出來(lai)。這種活性炭(tan)通常由椰子(zi)殼制(zhi)成。此外，顆粒(li)具有較高的(de)機械強度和(he)較大的(de)表面(mian)積(ji)。*后，由于制(zhi)造過程(cheng)(cheng)中的(de)化學(xue)處理（蒸汽和(he)正磷酸活化），該活性炭(tan)具有明顯(xian)的(de)官能(neng)團表面(mian)濃度（約18m mol·g-一、能(neng)起到還原(yuan)劑(ji)或離(li)(li)子(zi)的(de)作(zuo)用。

　　氯(lv)化鈀復合離子初始濃(nong)度對活性炭吸附的影(ying)響。試驗條件：pH1，Cl-=0.1mol·kg-1。

　　鈀初始濃度對活性炭(tan)吸附的影響

　　活性炭的(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)能力與其(qi)(qi)表(biao)面及其(qi)(qi)孔隙率有關。其(qi)(qi)次(ci)，研究了(le)氯化鈀(ba)離子初(chu)始濃(nong)度(du)對(dui)活性炭(tan)添加后溶液(ye)中(zhong)(zhong)平(ping)衡(heng)濃(nong)度(du)的(de)(de)影(ying)響。根(gen)據Lambert-Beer在(zai)這些波長下，溶液(ye)吸(xi)(xi)光度(du)的(de)(de)降低(di)和(he)溶液(ye)中(zhong)(zhong)的(de)(de)定律(lv)Pd(II)濃(nong)度(du)降低(di)成(cheng)正比。假(jia)設這種減(jian)少對(dui)應于活性炭(tan)表(biao)面吸(xi)(xi)附(fu)的(de)(de)鈀(ba)的(de)(de)量。根(gen)據計算的(de)(de)Pd(II)濃(nong)度(du)隨時間變化，導致沉積(ji)過(guo)程中(zhong)(zhong)的(de)(de)動力曲線。注冊動力學曲線，[PdCl 4 圖1顯(xian)示(shi)兩對(dui)時間。溶液(ye)中(zhong)(zhong)可(ke)以觀察到PdCl 4 2-濃(nong)度(du)接近(jin)恒定值，不(bu)等于零。在(zai)這種情況下，這種觀察是*重(zhong)要的(de)(de)，因為(wei)它表(biao)明(ming)間的(de)(de)氯化鈀(ba)(II)絡合物的(de)(de)平(ping)衡(heng)分布。該平(ping)衡(heng)存在(zai)于系(xi)統中(zhong)(zhong)，可(ke)以提供吸(xi)(xi)附(fu)過(guo)程中(zhong)(zhong)的(de)(de)熱力學信(xin)息。

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

　　X射光電子能譜分析研究(jiu)

　　材料在吸(xi)附過程前后的(de)完整(zheng)性(xing)XPS光譜如圖2所示。考慮(lv)到觀(guan)察到的(de)溶(rong)液Pd(II)估計鈀(ba)負(fu)荷等于0.7%(m/m)。從(cong)鈀(ba)峰(feng)可以看出。對這一(yi)峰(feng)值進(jin)行(xing)更(geng)深入的(de)分析(xi)，可以為我們(men)提供鈀(ba)電子(zi)結構(gou)的(de)信(xin)息。

　　(A)活性炭的SEM分析，(B)選擇區域放大率，(C和(he)D)吸附氯化(hua)鈀(ba)(II)復合離(li)子后EDS截面分析。

　　用掃描顯(xian)微(wei)鏡分(fen)析樣品。吸(xi)附(fu)試驗后的(de)活(huo)性炭(tan)樣品為60℃干燥。然后將顆粒(li)(li)分(fen)成(cheng)兩部分(fen)，用砂紙(zhi)(造粒(li)(li)1000)拋光獲得的(de)表面(mian)，直到表面(mian)平整。EDS分(fen)析。加(jia)速電壓等于20kV。獲得的(de)結果如(ru)圖3所示。

　　活性炭解吸過程的效率(lv)。

　　鈀在(zai)活性(xing)炭表面剝離

　　當(dang)活(huo)性(xing)炭(tan)表(biao)(biao)(biao)面有二(er)氯化(hua)鈀(ba)時，應按方(fang)程(cheng)(cheng)解(jie)(jie)吸(xi)(xi)(xi)。因(yin)此，解(jie)(jie)吸(xi)(xi)(xi)試(shi)驗(yan)(yan)在室(shi)溫(wen)(20℃)使用100cm3鹽(yan)酸(suan)(濃度(du)為1mol·kg-1)或100cm3的(de)(de)(de)(de)(de)(de)高氯酸(suan)鹽(yan)(濃度(du)1mol.kg-1)。必須提(ti)到(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)，吸(xi)(xi)(xi)附實(shi)驗(yan)(yan)正在進(jin)行中pH等于(yu)1下(xia)，汽提(ti)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)在pH等于(yu)0下(xia)。由(you)鈀(ba)(II)負(fu)荷活(huo)性(xing)炭(tan)樣品(pin)(pin)取自以(yi)往的(de)(de)(de)(de)(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)附試(shi)驗(yan)(yan)。預加載的(de)(de)(de)(de)(de)(de)活(huo)性(xing)炭(tan)通過(guo)(guo)過(guo)(guo)濾(lv)與(yu)(yu)溶(rong)液分離，然后(hou)在60℃下(xia)干燥(zao)。然后(hou)將干燥(zao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)預加載活(huo)性(xing)炭(tan)與(yu)(yu)鹽(yan)酸(suan)溶(rong)液混(hun)合。大(da)約(yue)10個(ge)(ge)月(yue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)解(jie)(jie)吸(xi)(xi)(xi)試(shi)驗(yan)(yan)。前兩天(tian)(tian)，我在溶(rong)液中觀(guan)察(cha)到(dao)鈀(ba)(II)濃度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)快速增(zeng)加*終在12天(tian)(tian)后(hou)獲(huo)得(de)恒定值(zhi)(zhi)。這些結(jie)(jie)果如圖4所(suo)示作為黑(hei)色(se)方(fang)塊。樣品(pin)(pin)在接(jie)下(xia)來(lai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)10個(ge)(ge)月(yue)里留在溶(rong)液中，以(yi)確保(bao)這確實(shi)是(shi)*終的(de)(de)(de)(de)(de)(de)平衡。此時后(hou)獲(huo)得(de)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)值(zhi)(zhi)顯示為紅點(dian)。過(guo)(guo)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鹽(yan)酸(suan)是(shi)顯而易見的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，它應該(gai)足以(yi)溶(rong)解(jie)(jie)二(er)氯化(hua)鈀(ba)。結(jie)(jie)果表(biao)(biao)(biao)明，平衡狀(zhuang)態不受(shou)時間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)，表(biao)(biao)(biao)明觀(guan)察(cha)到(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)狀(zhuang)態是(shi)*終狀(zhuang)態。實(shi)驗(yan)(yan)期間(jian)似乎(hu)只(zhi)有約(yue)50-65%的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鈀(ba)(II)活(huo)性(xing)炭(tan)表(biao)(biao)(biao)面可以(yi)洗(xi)脫物(wu)質。如上所(suo)述，施(shi)用過(guo)(guo)量(liang)鹽(yan)酸(suan)。因(yin)此，一方(fang)面，不完全洗(xi)脫是(shi)可以(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)Pd2 OCl2的(de)(de)(de)(de)(de)(de)形成解(jie)(jie)釋(shi)或活(huo)性(xing)炭(tan)表(biao)(biao)(biao)面的(de)(de)(de)(de)(de)(de)另一種鈀(ba)(II)化(hua)合物(wu)。另一方(fang)面，它可能(neng)只(zhi)與(yu)(yu)不同于(yu)初始狀(zhuang)態的(de)(de)(de)(de)(de)(de)新平衡狀(zhuang)態有關。用于(yu)**次解(jie)(jie)吸(xi)(xi)(xi)試(shi)驗(yan)(yan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)活(huo)性(xing)炭(tan)進(jin)行簡單(dan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)第(di)二(er)次解(jie)(jie)吸(xi)(xi)(xi)試(shi)驗(yan)(yan)。實(shi)驗(yan)(yan)條件和程(cheng)(cheng)序與(yu)(yu)**次解(jie)(jie)吸(xi)(xi)(xi)試(shi)驗(yan)(yan)相同。觀(guan)察(cha)到(dao)鈀(ba)(II)洗(xi)脫又發(fa)生了。*初的(de)(de)(de)(de)(de)(de)24小時后(hou)，剩(sheng)余鈀(ba)高達(da)(da)17%(II)2個(ge)(ge)月(yue)后(hou)，總解(jie)(jie)吸(xi)(xi)(xi)效(xiao)率達(da)(da)到(dao)98.4%的(de)(de)(de)(de)(de)(de)水平。

　　結果表明(ming)，氯(lv)(lv)化(hua)鈀(ba)被活性(xing)炭化(hua)學吸附(II)二(er)(er)氯(lv)(lv)化(hua)二(er)(er)鈀(ba)或(huo)二(er)(er)氯(lv)(lv)化(hua)鈀(ba)在活性(xing)炭表面形成(cheng)，活性(xing)炭表面無(wu)金屬(shu)鈀(ba)。活性(xing)炭的(de)容量取決(jue)于取決(jue)于實(shi)驗條(tiao)件℃溫(wen)(wen)度(du)可達42mg·g-1的(de)水平。在60℃在溫(wen)(wen)度(du)下，負載(zai)隨(sui)溫(wen)(wen)度(du)升(sheng)高(gao)至(zhi)67mg·g-而(er)略(lve)有增加。鈀(ba)的(de)吸附過程應(ying)在盡可能(neng)低的(de)溫(wen)(wen)度(du)下進行。