活性炭納米材料去除砷酸鹽

　　與(yu)傳統活(huo)(huo)(huo)性炭(tan)相比(bi)，活(huo)(huo)(huo)性炭(tan)納(na)(na)(na)米材料具有較高的表面(mian)體積比(bi)，吸(xi)引了環(huan)境污染(ran)物和有害金(jin)屬的注意。但(dan)由(you)于酸(suan)性表面(mian)官(guan)能團，碳納(na)(na)(na)米管(guan)和石墨烯(xi)對從水(shui)中(zhong)去(qu)除(chu)氧(yang)代陰離子(zi)無效。在(zai)(zai)(zai)這里，我們展示(shi)了去(qu)離子(zi)水(shui)溶液中(zhong)對砷酸(suan)鹽和硒酸(suan)鹽的良好吸(xi)附(fu)。納(na)(na)(na)米活(huo)(huo)(huo)性炭(tan)的關鍵特(te)點是去(qu)除(chu)金(jin)屬氧(yang)化物納(na)(na)(na)米顆(ke)粒(li)的微(wei)孔和堿(jian)性表面(mian)基(ji)團的存在(zai)(zai)(zai)。與(yu)商業活(huo)(huo)(huo)性炭(tan)相比(bi)，納(na)(na)(na)米活(huo)(huo)(huo)性炭(tan)在(zai)(zai)(zai)運河(he)和井(jing)水(shui)中(zhong)具有優異的砷酸(suan)鹽去(qu)除(chu)和微(wei)堿(jian)性pH。

　　隨(sui)著活性(xing)(xing)炭(tan)納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)技術的發展，人們一直在(zai)開發利用(yong)這些納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)活性(xing)(xing)炭(tan)材料進行(xing)水(shui)處理的高表(biao)面體(ti)積(ji)比。*近(jin)證明了活性(xing)(xing)炭(tan)和石(shi)墨烯基吸附(fu)劑用(yong)于去除汞、砷、鉻和硒(xi)等金(jin)(jin)屬的吸附(fu)作用(yong)。與碳納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)管和石(shi)墨烯不同，活性(xing)(xing)炭(tan)納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)結構(gou)具有(you)(you)(you)良好的生物相容性(xing)(xing)。因此(ci)，納(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)活性(xing)(xing)炭(tan)可能是(shi)環境修(xiu)復應用(yong)的有(you)(you)(you)希望材料，如從水(shui)中去除有(you)(you)(you)害金(jin)(jin)屬。

　　球形納米活(huo)性(xing)炭材(cai)料

　　在前(qian)溶(rong)液(ye)中加入(ru)金屬(shu)鹽，加熱分解，形成金屬(shu)氧(yang)化物(wu)(wu)(wu)納(na)米(mi)顆(ke)粒，作為碳水(shui)化合(he)(he)物(wu)(wu)(wu)源(yuan)碳化的(de)成核(he)點。合(he)(he)成蝕刻去除金屬(shu)氧(yang)化物(wu)(wu)(wu)納(na)米(mi)顆(ke)粒，留下高(gao)多(duo)孔活性炭(圖1A)。活性炭中金屬(shu)氧(yang)化物(wu)(wu)(wu)納(na)米(mi)顆(ke)粒的(de)尺(chi)寸可以通過調整(zheng)前(qian)體(ti)的(de)比例來控制(zhi)，從而(er)控制(zhi)孔徑。因此，該合(he)(he)成方(fang)法可用于吸附金，活性炭材料的(de)起源(yuan)和物(wu)(wu)(wu)理(li)化學性質（如(ru)表面積(ji)、微孔）差異(yi)很大(da)，隔離沉積(ji)物(wu)(wu)(wu)PBDEs對效(xiao)果了解較少。

　　根據不(bu)同的(de)(de)原料(liao)、燃燒(shao)方法和廣泛的(de)(de)可用性(xing)(xing)和應用，選擇(ze)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)、木炭(tan)(tan)和生物炭(tan)(tan)三種不(bu)同的(de)(de)材(cai)料(liao)。活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)。木炭(tan)(tan)來源于4000木質素材(cai)料(liao)°C下(xia)的(de)(de)燃燒(shao)。原料(liao)為4000生物炭(tan)(tan)樣品(pin)℃由不(bu)完(wan)全燃燒(shao)引起(qi)的(de)(de)。將所有活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)材(cai)料(liao)研(yan)磨成(cheng)100目(0.149mm使用前(qian)在室溫下(xia)儲存孔徑)。以上(shang)分析了活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)材(cai)料(liao)OC含(han)量。使用表面積(ji)分析儀BET氮等(deng)溫線測定比表面積(ji)(SSA)和微孔率。活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)、生物炭(tan)(tan)、木炭(tan)(tan)。

　　為(wei)了比較活性(xing)炭(tan)(tan)(tan)材(cai)料降低沉(chen)積(ji)(ji)物(wu)中不含多溴二(er)(er)苯(ben)醚(mi)(mi)的C的有效性(xing)，在(zai)(zai)用(yong)于(yu)纖維暴露之前，用(yong)活性(xing)炭(tan)(tan)(tan)，木炭(tan)(tan)(tan)或生(sheng)物(wu)炭(tan)(tan)(tan)對(dui)JL和SD修正(zheng)了沉(chen)積(ji)(ji)物(wu)。在(zai)(zai)沉(chen)淀(dian)物(wu)中加入1000μg/ kg每種多溴二(er)(er)苯(ben)醚(mi)(mi)同源物(wu)，如(ru)上述平(ping)衡7天(tian)，然后在(zai)(zai)0(未修正(zheng)對(dui)照)，0.5，1.0，1.5，3.0和6.與活性(xing)炭(tan)(tan)(tan)、木炭(tan)(tan)(tan)或生(sheng)物(wu)炭(tan)(tan)(tan)混合。基于(yu)沉(chen)積(ji)(ji)物(wu)干(gan)重(zhong)的%。120年活性(xing)炭(tan)(tan)(tan)修正(zheng)沉(chen)積(ji)(ji)物(wu)rpm產(chan)生(sheng)下混合7天(tian)PBDE污染沉(chen)積(ji)(ji)物(wu)樣品。等份的修正(zheng)沉(chen)淀(dian)物(wu)(1).0g，干(gan)重(zhong))，一片1cm PDMS纖維和1.5mL水置于(yu)20mL用(yong)玻璃瓶測量(liang)C 自由度如(ru)上所述PBDEs。7天(tian)后，回(hui)收(shou)PDMS纖維，提取(qu)和分(fen)析(xi)。

　　活(huo)性炭沉積在混(hun)合條件下PDMS纖維吸收動力學。

　　多溴聯苯醚中活性炭類型的(de)差異

　　通(tong)過活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)吸附(fu)或隔離(li)平衡(heng)PBDEs反映了(le)它們PDMS纖(xian)維(C PDMS)檢測(ce)到的(de)(de)(de)水(shui)平變化。在JL在沉(chen)(chen)(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)中(zhong)，隨著活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)修(xiu)正(zheng)(zheng)，C PDMS顯(xian)著下降(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)，并且活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)類型之間的(de)(de)(de)減少不(bu)同(tong)(圖2)。例如，當生(sheng)物(wu)(wu)炭(tan)(tan)(tan)(tan)用于0時.5%修(xiu)正(zheng)(zheng)JL沉(chen)(chen)(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)時，C PDMS30水(shui)平降(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)低到未沉(chen)(chen)(chen)(chen)降(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)沉(chen)(chen)(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)中(zhong).0-67.8%。木(mu)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(29.7-63.5%的(de)(de)(de)效果與(yu)生(sheng)物(wu)(wu)炭(tan)(tan)(tan)(tan)相(xiang)似(圖2)。相(xiang)比之下，活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)修(xiu)正(zheng)(zheng)沉(chen)(chen)(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)C PDMS下降(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)幅(fu)度(du)較大(圖2)。例如，在0中(zhong).5%活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)JL對(dui)于不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)同(tong)源物(wu)(wu)，C PDMS降(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)至未改(gai)進處理(li)水(shui)平1.8-8.1%。平均而言(yan)，添加1.0%的(de)(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)導致所選活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)BDE同(tong)系物(wu)(wu)的(de)(de)(de)C PDMS將1降(jiang)(jiang)(jiang)(jiang)低到對(dui)照水(shui)平.7-5.9%表(biao)明活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)在沉(chen)(chen)(chen)(chen)積(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)中(zhong)螯合PBDEs能(neng)力遠高于其他黑碳材料(liao)。

　　沉積在水中PDMS纖(xian)維(wei)上的(de)BDE 47(A)，85(B)，99(C)，100(D)，153(E)和(he)154(F)不同類型活性炭的(de)濃度隔離效果。

　　本研究開發了一(yi)種測(ce)量沉積(ji)物(wu)中不(bu)含(han)(han)多溴(xiu)(xiu)二(er)(er)苯(ben)(ben)(ben)醚的(de)方(fang)法C，該方(fang)法進一(yi)步用(yong)于比(bi)較不(bu)同(tong)的(de)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)材料C free密封(feng)多溴(xiu)(xiu)聯苯(ben)(ben)(ben)醚的(de)效率(lv)。研究結果(guo)表明，雖然(ran)不(bu)含(han)(han)多溴(xiu)(xiu)二(er)(er)苯(ben)(ben)(ben)醚的(de)C通過活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)修(xiu)正減(jian)少，但不(bu)同(tong)類(lei)型(xing)的(de)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)之(zhi)間存在很(hen)大(da)差異(yi)，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)比(bi)生(sheng)物(wu)炭(tan)(tan)或木炭(tan)(tan)更有(you)(you)效。此外，由(you)于微孔分布(bu)不(bu)同(tong)，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)優先(xian)隔離(li)低(di)溴(xiu)(xiu)化(hua)溴(xiu)(xiu)化(hua)BDE，生(sheng)物(wu)炭(tan)(tan)或木炭(tan)(tan)表現(xian)出(chu)高溴(xiu)(xiu)化(hua)溴(xiu)(xiu)化(hua)二(er)(er)苯(ben)(ben)(ben)醚的(de)選擇性(xing)(xing)吸(xi)附(fu)。減(jian)少C.同(tong)一(yi)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)修(xiu)正案的(de)沉積(ji)物(wu)之(zhi)間的(de)免費差異(yi)很(hen)大(da)，而(er)且更高OC含(han)(han)量似乎抑制了炭(tan)(tan)黑的(de)作用(yong)。另一(yi)方(fang)面，由(you)于天然(ran)有(you)(you)機物(wu)或膠體可(ke)能競爭吸(xi)附(fu)位點或阻塞微孔，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)隔離(li)能力可(ke)能會因老化(hua)效應而(er)發生(sheng)變化(hua)。因此，在應用(yong)于污(wu)染(ran)沉積(ji)物(wu)原位修(xiu)復之(zhi)前(qian)，需要進一(yi)步了解活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)多溴(xiu)(xiu)二(er)(er)苯(ben)(ben)(ben)醚等老化(hua)情況(kuang)HOCs對活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)類(lei)型(xing)的(de)隔離(li)和依賴。