重金(jin)屬中活性炭的電吸附

　　活性(xing)炭(tan)在(zai)重金屬中(zhong)(zhong)的(de)電(dian)吸附(fu)在(zai)之前的(de)介紹中(zhong)(zhong)有很多關(guan)于使用活性(xing)炭(tan)吸附(fu)劑去除金屬和金屬化合物(wu)的(de)數(shu)據，但通常不低微克·L -1的(de)水平。然而，在(zai)某些情況下，通過施(shi)加電(dian)位控制的(de)吸附(fu)/解吸或ES / ED(即電(dian)場內固體吸附(fu)劑上的(de)吸附(fu)/解吸附(fu))為了提(ti)高活性(xing)炭(tan)的(de)容量(liang)，可以顯著提(ti)高活性(xing)炭(tan)吸附(fu)劑的(de)有效性(xing)，促(cu)進其后續再生。

　　負(fu)和中(zhong)(zhong)性物質的(de)(de)吸(xi)附平衡取(qu)決(jue)于(yu)電(dian)極(ji)電(dian)荷。表(biao)面(mian)負(fu)載的(de)(de)偏(pian)振(zhen)依賴性與零(ling)電(dian)荷的(de)(de)電(dian)勢有(you)關(guan)，即25E PZC，吸(xi)附溶液中(zhong)(zhong)的(de)(de)特定濃度。中(zhong)(zhong)性物質在(zai)E PZC隨著表(biao)面(mian)變(bian)得(de)陰極(ji)或陽極(ji)，正(zheng)負(fu)電(dian)物質的(de)(de)負(fu)荷分別增加。非極(ji)化(hua)電(dian)極(ji)很(hen)容易理解這些相互作用(yong)。然(ran)而，由于(yu)其表(biao)面(mian)官(guan)能團、異(yi)構大力表(biao)面(mian)和粒子之間的(de)(de)復雜(za)電(dian)位(wei)分布，它們并不直接適用(yong)于(yu)活性炭。

　　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(xue)再生(sheng)(sheng)(sheng)，發現(xian)再生(sheng)(sheng)(sheng)效率高達85%。還(huan)觀察到(dao)，陰(yin)(yin)極(ji)(ji)比陽(yang)極(ji)(ji)再生(sheng)(sheng)(sheng)約20%的(de)(de)苯酚好(hao)。假(jia)NaCl電(dian)解(jie)質(zhi))到(dao)CO 電(dian)化學(xue)氧化與水。由于(yu)鈉陽(yang)離子遷移到(dao)陰(yin)(yin)極(ji)(ji)，有兩種(zhong)方(fang)法(fa)可以幫助(zhu)苯酚解(jie)吸：苯酚鈉的(de)(de)形成，它(ta)不能很好(hao)地吸附(fu)在碳表面； 并(bing)在陰(yin)(yin)極(ji)(ji)附(fu)近增加局部pH這(zhe)也(ye)降低(di)了(le)活性炭吸附(fu)劑對苯酚的(de)(de)吸附(fu)能力(li)。由于(yu)濃度極(ji)(ji)化效應的(de)(de)降低(di)和外(wai)部傳質(zhi)的(de)(de)改善，發現(xian)溶(rong)液的(de)(de)混合也(ye)改善了(le)電(dian)極(ji)(ji)吸收。

　　現在我們(men)開始研(yan)(yan)究活(huo)性炭的(de)(de)電吸附選擇。本研(yan)(yan)究的(de)(de)吸附劑(ji)是(shi)蒸汽活(huo)化褐煤生產的(de)(de)酸洗顆粒活(huo)性炭。比(bi)表面積(ji)、總細孔體積(ji)、平均粒徑和pH PZC這種吸附劑(ji)是(shi)650米(mi)(mi)2 ·克(ke)-1，0.95毫(hao)升·克(ke)-1，分(fen)別為(wei)1.3毫(hao)米(mi)(mi)，6.3毫(hao)米(mi)(mi)。20多年來，金豐活(huo)性炭一(yi)直被用(yong)作水溶液系統中重金屬等物質(zhi)的(de)(de)吸附劑(ji)。

　　研究步驟:500毫升(sheng)5000ml分批實(shi)驗(yan) mg·L -1 NaCl支持電(dian)解(jie)質(zhi)(zhi)。用(yong)原子(zi)吸(xi)收(shou)標(biao)準(zhun)制(zhi)備(bei)所(suo)需濃度的(de)砷和(he)鉻電(dian)解(jie)質(zhi)(zhi)。使用(yong)As 2 O 3和(he)(NH 4)2 Cr 2 O 制(zhi)備(bei)砷和(he)鉻標(biao)準(zhun)物， 分別。使用(yong)氯化鎳(II)和(he)硝酸(suan)鐵(III)制(zhi)備(bei)含有Ni(II)和(he)Fe(III)工作電(dian)解(jie)質(zhi)(zhi)。用(yong)于(yu)制(zhi)備(bei)標(biao)準(zhun)產品。所(suo)有實(shi)驗(yan)設備(bei)均采用(yong)A級容量玻璃(li)器皿制(zhi)備(bei)，定量清洗采用(yong)標(biao)準(zhun)實(shi)驗(yan)室程序。用(yong)移液(ye)管分配原子(zi)吸(xi)收(shou)標(biao)準(zhun)液(ye)，制(zhi)備(bei)工作電(dian)解(jie)液(ye)時。

　　圖(tu)顯示了(le)分批電(dian)池(chi)用于實(shi)驗的(de)示意圖(tu)。它由兩(liang)個(ge)相同的(de)鉑網(wang)(wang)(wang)集電(dian)器(基于99.9%的(de)金屬，100×100目，0.0762mm直(zhi)徑(jing)(jing)導(dao)線(xian))和Pt導(dao)線(xian)(基于99.95%的(de)金屬，0.025mm直(zhi)徑(jing)(jing))編織到(dao)網(wang)(wang)(wang)電(dian)連接； 三(san)個(ge)PVC墊(dian)圈(quan)(9/16.25”外徑(jing)(jing)，0.0625厚度(du))；兩(liang)個(ge)聚丙(bing)烯(xi)網(wang)(wang)(wang)狀板(121×121目，1.25”外徑(jing)(jing)); 兩(liang)個(ge)橡(xiang)膠墊(dian)圈(quan)(9/16內徑(jing)(jing)，1.25”外徑(jing)(jing)，0.0625“厚度(du))，活(huo)性炭(tan)吸(xi)附(fu)劑顆粒作為(wei)單(dan)層填充到(dao)*下面(mian)的(de)鉑網(wang)(wang)(wang)上(shang)，在*下面(mian)的(de)墊(dian)圈(quan)的(de)中心腔內。用四個(ge)細胞PTFE機(ji)器螺釘

　　500ml將(jiang)電解(jie)質裝(zhuang)入批量電池中。電化學電位由直流(liu)電源供(gong)電。允許正(zheng)常吸(xi)附(fu)、電吸(xi)附(fu)和電極(ji)吸(xi)附(fu)。同時，用100-1000移(yi)液管取1000ml樣(yang)品。所(suo)有樣(yang)品根據(ju)USEPA方法200.保(bao)存51，稀釋1毫升(sheng).5莫爾-1 HNO。

　　通(tong)過石墨爐原(yuan)子吸(xi)收光譜(pu)法(GFAAS)和Perkin Elmer 4100 ZL金(jin)屬分(fen)析(xi)(xi)塞曼原(yuan)子吸(xi)收光譜(pu)儀。GFAA通(tong)過定期分(fen)析(xi)(xi)標準，參考物質1640的(de)準確(que)性(NIST)監測該(gai)標準的(de)參考材料含砷為(wei)26.71±0.42μg·L -1。在對一(yi)系列(lie)實驗樣品的(de)典(dian)型分(fen)析(xi)(xi)中，每5個樣品進(jin)行分(fen)析(xi)(xi)NIST標準。作為(wei)典(dian)型精(jing)度(du)的(de)例子，一(yi)次分(fen)析(xi)(xi)結果(guo)NIST 1640砷濃度(du)為(wei)25.9μg·L -1.基于14次重復分(fen)析(xi)(xi)，標準偏差為(wei)1.7%; 這些結果(guo)是本文所有(you)分(fen)析(xi)(xi)的(de)典(dian)型結果(guo)。

　　為(wei)(wei)了(le)更好地研究(jiu)活(huo)性(xing)炭表(biao)面(mian)的(de)電(dian)(dian)(dian)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)/電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)，活(huo)性(xing)炭是一種相對(dui)無(wu)效的(de)正常無(wu)輔助吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑(ji)(ji)，含水量為(wei)(wei)0.15-0.30 g·L -用(yong)于含有的(de)無(wu)機砷Ca的(de)電(dian)(dian)(dian)解質。100μg·L -1砷(pH 4.5)。陽極(ji)(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)化(hua)(hua)學電(dian)(dian)(dian)位在活(huo)性(xing)炭上的(de)應用(yong)導致電(dian)(dian)(dian)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)增強的(de)吸(xi)(xi)收，伴(ban)隨(sui)著電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)表(biao)面(mian)陰(yin)離子豐富(fu)的(de)電(dian)(dian)(dian)化(hua)(hua)學雙(shuang)層(ceng)帶電(dian)(dian)(dian)。還證實(shi)了(le)在施1.50V陰(yin)極(ji)(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)勢可接近100%再生吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑(ji)(ji)。

　　其它(ta)金屬(shu)離子的(de)(de)存(cun)在(zai)已(yi)被(bei)證明(ming)對活性炭上砷的(de)(de)電極吸(xi)附有顯著而(er)復(fu)雜(za)的(de)(de)影(ying)響，這(zhe)是正常的(de)(de)、無輔助的(de)(de)。鉻(ge)系(xi)統(tong)中的(de)(de)吸(xi)收(shou)機制已(yi)被(bei)證明(ming)是鉻(ge)濃度，仍然(ran)(ran)是調查的(de)(de)主題。鉻(ge)的(de)(de)存(cun)在(zai)導致(zhi)(zhi)比含鎳系(xi)統(tong)更(geng)大(da)的(de)(de)吸(xi)收(shou)  1.25V電吸(xi)附電位。然(ran)(ran)而(er)，將陽極電位增加到  1.50V導致(zhi)(zhi)As-Ni比As-Cr更(geng)大(da)的(de)(de)砷吸(xi)收(shou)系(xi)統(tong)。

　　已經表明Fe(III)其(qi)存在(zai)顯著增強了(le)活(huo)性炭上砷(shen)的(de)(de)電吸附。在(zai)研究中(zhong)As-Cr，As-Fe，As-Ni體系中(zhong)，As-Fe該系統(tong)表現出*大的(de)(de)吸收砷(shen)，并在(zai)1.75V陰極電勢以(yi)*高效(xiao)率再(zai)生(sheng)。在(zai)鐵下(xia)電吸附中(zhong)觀察到的(de)(de)行為可能(neng)是正確的(de)(de)ZVI修復技術的(de)(de)機理/應用影響(xiang)很大。