活性炭吸附回收氯化鈀離子

　　本(ben)期(qi)介紹了活性(xing)(xing)炭上氯化(hua)鈀(ba)(ba)(ba)復合(he)離子的吸附(fu)過程。隨著溫度的升高，發現(xian)活性(xing)(xing)炭可(ke)以增強吸附(fu)效果。結果表明，鈀(ba)(ba)(ba)復合(he)物可(ke)以與存在于活性(xing)(xing)炭表面的官能團發生(sheng)反應。推平衡常(chang)數(shu)、熱量和吸附(fu)熵等熱力(li)學(xue)參數(shu)。活性(xing)(xing)炭吸附(fu)氯化(hua)鈀(ba)(ba)(ba)(II)二氯氧(yang)化(hua)鈀(ba)(ba)(ba)或二氯化(hua)鈀(ba)(ba)(ba)在活性(xing)(xing)炭表面形成(cheng)。

　　經過(guo)大量(liang)的(de)(de)實例測(ce)試，活性(xing)炭(tan)可以(yi)(yi)從(cong)水溶(rong)液(ye)中(zhong)吸(xi)(xi)(xi)(xi)收(shou)重金(jin)(jin)屬(shu)。例如，從(cong)廢水中(zhong)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)活性(xing)炭(tan)去除鎘(II)，汞(II)，和鉛(II)可以(yi)(yi)給離(li)(li)子。然而，即使溶(rong)液(ye)中(zhong)的(de)(de)濃度很低，鉑(bo)、鈀(ba)、金(jin)(jin)等(deng)貴金(jin)(jin)屬(shu)也可以(yi)(yi)這樣提取(qu)。因此，這些金(jin)(jin)屬(shu)可以(yi)(yi)從(cong)通(tong)常(chang)在再循環過(guo)程(cheng)中(zhong)產生的(de)(de)稀釋(shi)水溶(rong)液(ye)中(zhong)回收(shou)。活性(xing)炭(tan)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)過(guo)程(cheng)的(de)(de)機理取(qu)決(jue)于溶(rong)液(ye)等(deng)初始條(tiao)件pH，金(jin)(jin)屬(shu)離(li)(li)子的(de)(de)溫度和吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)形(xing)式。例如，在氰化(hua)物(wu)溶(rong)液(ye)中(zhong)，鈀(ba)有2 它(ta)非常(chang)穩定(ding)，很容(rong)易被活性(xing)炭(tan)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)。很明顯，與氰化(hua)物(wu)配(pei)合物(wu)相比，Pd(II)氯化(hua)物(wu)配(pei)合物(wu)的(de)(de)穩定(ding)性(xing)較(jiao)差。幾份報(bao)告顯示，鈀(ba)在活性(xing)炭(tan)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)過(guo)程(cheng)中(zhong)(II)還(huan)原(yuan)成金(jin)(jin)屬(shu)形(xing)式。因此，我(wo)們(men)研究(jiu)(jiu)了恢復反應的(de)(de)可能條(tiao)件。本工作(zuo)的(de)(de)目的(de)(de)是研究(jiu)(jiu)和描述(shu)使用活性(xing)炭(tan)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)作(zuo)為吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑Pd(II)離(li)(li)子回收(shou)條(tiao)件，找(zhao)出這種活性(xing)炭(tan)是否也是Pd(II)復合還(huan)原(yuan)劑。

　　還(huan)應該提到的(de)是，活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)比離(li)(li)子(zi)交換劑(ji)便宜(yi)得(de)多，因為(wei)這個事實，它可(ke)能對回收(shou)過程更(geng)有吸引力。溫度(du)和(he)鈀(II)初(chu)始濃度(du)的(de)影響。為(wei)此，利用我們新開(kai)發的(de)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)，這種活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)可(ke)以(yi)形式(shi)，使其更(geng)容(rong)易從溶液中分(fen)離(li)(li)出來。這種活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)通常由椰子(zi)殼(ke)制成。此外，顆粒具有較高的(de)機械(xie)強度(du)和(he)較大的(de)表面積。*后，由于制造過程中的(de)化學處理（蒸汽和(he)正(zheng)磷(lin)酸活(huo)(huo)化），該活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)具有明顯的(de)官能團表面濃度(du)（約18m mol·g-一、能起到還(huan)原劑(ji)或離(li)(li)子(zi)的(de)作用。

　　氯化(hua)鈀復合(he)離子初始濃度(du)對活性炭吸附的影響。試(shi)驗條件(jian)：pH1，Cl-=0.1mol·kg-1。

　　鈀初始濃度對活性炭吸附的影響

　　活性炭的吸附(fu)能力與其表面及其孔(kong)隙率有關。其次，研究(jiu)了(le)氯化(hua)鈀(ba)(ba)(ba)離子初始濃度對活性(xing)炭(tan)(tan)添加后(hou)溶(rong)液中(zhong)平(ping)衡濃度的影響。根據(ju)Lambert-Beer在這(zhe)(zhe)些波長下，溶(rong)液吸光度的降(jiang)低和溶(rong)液中(zhong)的定律Pd(II)濃度降(jiang)低成正比。假(jia)設這(zhe)(zhe)種減少(shao)對應于(yu)活性(xing)炭(tan)(tan)表面吸附(fu)的鈀(ba)(ba)(ba)的量。根據(ju)計算的Pd(II)濃度隨時間變(bian)化(hua)，導(dao)致沉積過(guo)程中(zhong)的動力曲(qu)線。注(zhu)冊動力學(xue)曲(qu)線，[PdCl 4 圖1顯(xian)示兩(liang)對時間。溶(rong)液中(zhong)可以觀察到PdCl 4 2-濃度接近(jin)恒定值，不(bu)等于(yu)零(ling)。在這(zhe)(zhe)種情況下，這(zhe)(zhe)種觀察是(shi)*重要的，因(yin)為它(ta)表明(ming)間的氯化(hua)鈀(ba)(ba)(ba)(II)絡合物(wu)的平(ping)衡分布。該平(ping)衡存在于(yu)系統中(zhong)，可以提供吸附(fu)過(guo)程中(zhong)的熱力學(xue)信(xin)息(xi)。

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

　　X射(she)光電子能(neng)譜分析研究

　　材料在吸附(fu)過程前后(hou)的完整性XPS光譜如圖2所(suo)示。考慮到(dao)觀(guan)察到(dao)的溶液(ye)Pd(II)估計(ji)鈀負荷等于0.7%(m/m)。從鈀峰(feng)可以看出。對這一峰(feng)值(zhi)進(jin)行更深入的分析，可以為(wei)我們提供鈀電子結構的信(xin)息。

　　(A)活性(xing)炭的SEM分析(xi)，(B)選擇區域放(fang)大率，(C和D)吸(xi)附氯化鈀(ba)(II)復合(he)離子后EDS截面(mian)分析(xi)。

　　用(yong)掃描(miao)顯微鏡分(fen)析樣品(pin)。吸(xi)附試驗(yan)后的活(huo)性炭樣品(pin)為60℃干燥。然后將顆粒(li)分(fen)成兩部分(fen)，用(yong)砂紙(造(zao)粒(li)1000)拋(pao)光獲得的表面，直到表面平整(zheng)。EDS分(fen)析。加速電(dian)壓(ya)等于(yu)20kV。獲得的結果(guo)如(ru)圖3所示。

　　活性炭(tan)解吸過程的(de)效(xiao)率。

　　鈀(ba)在活性(xing)炭表面剝離(li)

　　當活(huo)性(xing)(xing)炭表(biao)面有(you)二(er)氯化鈀(ba)(ba)時，應按方程解(jie)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)。因此(ci)，解(jie)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)試驗(yan)在(zai)室溫(20℃)使用100cm3鹽(yan)酸(suan)(suan)(suan)(濃(nong)度為1mol·kg-1)或100cm3的(de)(de)(de)(de)(de)(de)高氯酸(suan)(suan)(suan)鹽(yan)(濃(nong)度1mol.kg-1)。必須提到的(de)(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)，吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附實(shi)驗(yan)正在(zai)進(jin)行中pH等于(yu)1下(xia)，汽提過程在(zai)pH等于(yu)0下(xia)。由鈀(ba)(ba)(II)負荷活(huo)性(xing)(xing)炭樣品(pin)取(qu)自(zi)以(yi)往的(de)(de)(de)(de)(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附試驗(yan)。預加(jia)載的(de)(de)(de)(de)(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)炭通過過濾與溶(rong)液(ye)分(fen)離，然后(hou)(hou)在(zai)60℃下(xia)干燥。然后(hou)(hou)將干燥的(de)(de)(de)(de)(de)(de)預加(jia)載活(huo)性(xing)(xing)炭與鹽(yan)酸(suan)(suan)(suan)溶(rong)液(ye)混合。大約10個(ge)月(yue)(yue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)解(jie)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)試驗(yan)。前兩天，我在(zai)溶(rong)液(ye)中觀(guan)(guan)察到鈀(ba)(ba)(II)濃(nong)度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)快速(su)增加(jia)*終在(zai)12天后(hou)(hou)獲(huo)得恒定值(zhi)(zhi)。這些結果(guo)如圖4所(suo)示作(zuo)為黑色方塊(kuai)。樣品(pin)在(zai)接下(xia)來的(de)(de)(de)(de)(de)(de)10個(ge)月(yue)(yue)里(li)留在(zai)溶(rong)液(ye)中，以(yi)確保這確實(shi)是(shi)*終的(de)(de)(de)(de)(de)(de)平(ping)(ping)衡。此(ci)時后(hou)(hou)獲(huo)得的(de)(de)(de)(de)(de)(de)值(zhi)(zhi)顯示為紅點。過量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鹽(yan)酸(suan)(suan)(suan)是(shi)顯而易見(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，它(ta)應該足以(yi)溶(rong)解(jie)二(er)氯化鈀(ba)(ba)。結果(guo)表(biao)明，平(ping)(ping)衡狀(zhuang)(zhuang)態(tai)不受時間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響，表(biao)明觀(guan)(guan)察到的(de)(de)(de)(de)(de)(de)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)是(shi)*終狀(zhuang)(zhuang)態(tai)。實(shi)驗(yan)期(qi)間(jian)似乎只有(you)約50-65%的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鈀(ba)(ba)(II)活(huo)性(xing)(xing)炭表(biao)面可以(yi)洗(xi)脫物(wu)質(zhi)。如上所(suo)述，施(shi)用過量(liang)鹽(yan)酸(suan)(suan)(suan)。因此(ci)，一方面，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)釋或活(huo)性(xing)(xing)炭表(biao)面的(de)(de)(de)(de)(de)(de)另(ling)一種(zhong)鈀(ba)(ba)(II)化合物(wu)。另(ling)一方面，它(ta)可能只與不同(tong)于(yu)初(chu)始狀(zhuang)(zhuang)態(tai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)新平(ping)(ping)衡狀(zhuang)(zhuang)態(tai)有(you)關(guan)。用于(yu)**次解(jie)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)試驗(yan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)炭進(jin)行簡單的(de)(de)(de)(de)(de)(de)第二(er)次解(jie)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)試驗(yan)。實(shi)驗(yan)條件(jian)和程序與**次解(jie)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)試驗(yan)相同(tong)。觀(guan)(guan)察到鈀(ba)(ba)(II)洗(xi)脫又發生了(le)。*初(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)24小時后(hou)(hou)，剩余鈀(ba)(ba)高達17%(II)2個(ge)月(yue)(yue)后(hou)(hou)，總解(jie)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)效率達到98.4%的(de)(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)平(ping)(ping)。

　　結果表明，氯化鈀(ba)(ba)被(bei)活(huo)(huo)性炭(tan)化學吸(xi)(xi)附(II)二(er)氯化二(er)鈀(ba)(ba)或二(er)氯化鈀(ba)(ba)在(zai)活(huo)(huo)性炭(tan)表面(mian)形成，活(huo)(huo)性炭(tan)表面(mian)無金屬鈀(ba)(ba)。活(huo)(huo)性炭(tan)的容(rong)量(liang)取(qu)決于取(qu)決于實驗條(tiao)件℃溫度(du)(du)可達(da)42mg·g-1的水(shui)平(ping)。在(zai)60℃在(zai)溫度(du)(du)下，負(fu)載隨溫度(du)(du)升高至67mg·g-而略有增加(jia)。鈀(ba)(ba)的吸(xi)(xi)附過(guo)程應(ying)在(zai)盡可能(neng)低的溫度(du)(du)下進行。