重金屬中活(huo)性炭的(de)電吸(xi)附

　　活性(xing)炭在(zai)(zai)重金屬中的(de)(de)電吸(xi)附在(zai)(zai)之前(qian)的(de)(de)介紹中有很多(duo)關(guan)于使(shi)用活性(xing)炭吸(xi)附劑(ji)去(qu)除金屬和金屬化合物的(de)(de)數據，但通(tong)常不低微(wei)克·L -1的(de)(de)水平。然(ran)而，在(zai)(zai)某些情況下，通(tong)過施(shi)加電位控制的(de)(de)吸(xi)附/解吸(xi)或ES / ED(即電場內固(gu)體吸(xi)附劑(ji)上的(de)(de)吸(xi)附/解吸(xi)附)為了提高活性(xing)炭的(de)(de)容量，可以顯著提高活性(xing)炭吸(xi)附劑(ji)的(de)(de)有效性(xing)，促進其(qi)后續再(zai)生。

　　負和(he)中性(xing)(xing)物(wu)(wu)質的(de)吸(xi)附平衡取決于(yu)電(dian)極(ji)電(dian)荷(he)(he)。表(biao)面(mian)負載的(de)偏振(zhen)依賴性(xing)(xing)與零電(dian)荷(he)(he)的(de)電(dian)勢有關，即25E PZC，吸(xi)附溶液中的(de)特定濃度。中性(xing)(xing)物(wu)(wu)質在E PZC隨著表(biao)面(mian)變得(de)陰極(ji)或陽極(ji)，正負電(dian)物(wu)(wu)質的(de)負荷(he)(he)分別增加。非極(ji)化電(dian)極(ji)很容(rong)易理解這些相互作用。然而，由于(yu)其(qi)表(biao)面(mian)官能團、異構大力表(biao)面(mian)和(he)粒子之(zhi)間的(de)復(fu)雜電(dian)位分布，它們(men)并不(bu)直接適用于(yu)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)。

　　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)電化學再(zai)(zai)生(sheng)(sheng)，發現再(zai)(zai)生(sheng)(sheng)效率高達85%。還觀察到，陰極(ji)比陽極(ji)再(zai)(zai)生(sheng)(sheng)約20%的(de)(de)苯酚(fen)好。假NaCl電解質(zhi))到CO 電化學氧化與水。由于鈉陽離子遷移到陰極(ji)，有(you)兩種方法可以幫助苯酚(fen)解吸(xi)：苯酚(fen)鈉的(de)(de)形成，它(ta)不能很好地(di)吸(xi)附(fu)在碳表面； 并在陰極(ji)附(fu)近增加局部(bu)pH這(zhe)也降低了(le)活性(xing)炭吸(xi)附(fu)劑對苯酚(fen)的(de)(de)吸(xi)附(fu)能力。由于濃度極(ji)化效應的(de)(de)降低和外(wai)部(bu)傳(chuan)質(zhi)的(de)(de)改善，發現溶液的(de)(de)混(hun)合也改善了(le)電極(ji)吸(xi)收(shou)。

　　現在我們開始研究活(huo)(huo)(huo)性炭的電吸(xi)附選擇。本(ben)研究的吸(xi)附劑(ji)是蒸汽活(huo)(huo)(huo)化(hua)褐煤生產的酸洗顆粒活(huo)(huo)(huo)性炭。比表面積(ji)、總(zong)細孔體(ti)積(ji)、平均粒徑和pH PZC這種吸(xi)附劑(ji)是650米2 ·克(ke)-1，0.95毫(hao)升(sheng)·克(ke)-1，分別為(wei)1.3毫(hao)米，6.3毫(hao)米。20多年來，金豐(feng)活(huo)(huo)(huo)性炭一直(zhi)被用作水溶液(ye)系統中(zhong)重金屬等物質的吸(xi)附劑(ji)。

　　研(yan)究步驟:500毫升(sheng)5000ml分批實(shi)驗 mg·L -1 NaCl支持電(dian)解(jie)質(zhi)。用(yong)(yong)原子吸(xi)收標(biao)(biao)準制(zhi)備(bei)(bei)所(suo)需濃度(du)的砷(shen)和鉻(ge)電(dian)解(jie)質(zhi)。使(shi)用(yong)(yong)As 2 O 3和(NH 4)2 Cr 2 O 制(zhi)備(bei)(bei)砷(shen)和鉻(ge)標(biao)(biao)準物， 分別。使(shi)用(yong)(yong)氯化鎳(nie)(II)和硝酸鐵(III)制(zhi)備(bei)(bei)含有(you)Ni(II)和Fe(III)工作電(dian)解(jie)質(zhi)。用(yong)(yong)于制(zhi)備(bei)(bei)標(biao)(biao)準產品。所(suo)有(you)實(shi)驗設(she)備(bei)(bei)均采用(yong)(yong)A級容量(liang)玻璃器皿制(zhi)備(bei)(bei)，定量(liang)清洗采用(yong)(yong)標(biao)(biao)準實(shi)驗室程序(xu)。用(yong)(yong)移(yi)液管分配(pei)原子吸(xi)收標(biao)(biao)準液，制(zhi)備(bei)(bei)工作電(dian)解(jie)液時。

　　圖顯(xian)示了(le)分批電池用于(yu)實驗的(de)(de)示意圖。它(ta)由兩個(ge)(ge)(ge)相同的(de)(de)鉑(bo)(bo)網(wang)(wang)集電器(qi)(基于(yu)99.9%的(de)(de)金屬，100×100目(mu)，0.0762mm直徑(jing)(jing)導線(xian))和Pt導線(xian)(基于(yu)99.95%的(de)(de)金屬，0.025mm直徑(jing)(jing))編織到網(wang)(wang)電連接； 三(san)個(ge)(ge)(ge)PVC墊圈(9/16.25”外徑(jing)(jing)，0.0625厚度)；兩個(ge)(ge)(ge)聚丙烯(xi)網(wang)(wang)狀板(121×121目(mu)，1.25”外徑(jing)(jing)); 兩個(ge)(ge)(ge)橡膠墊圈(9/16內徑(jing)(jing)，1.25”外徑(jing)(jing)，0.0625“厚度)，活性炭吸附(fu)劑顆粒作(zuo)為單層填充到*下面(mian)(mian)的(de)(de)鉑(bo)(bo)網(wang)(wang)上(shang)，在*下面(mian)(mian)的(de)(de)墊圈的(de)(de)中心腔內。用四個(ge)(ge)(ge)細胞PTFE機器(qi)螺釘

　　500ml將電(dian)(dian)解質裝入批量電(dian)(dian)池中。電(dian)(dian)化學電(dian)(dian)位由直(zhi)流電(dian)(dian)源供(gong)電(dian)(dian)。允許正常吸(xi)附、電(dian)(dian)吸(xi)附和電(dian)(dian)極吸(xi)附。同時，用100-1000移液管取1000ml樣(yang)品。所有樣(yang)品根據USEPA方法200.保存51，稀釋1毫升.5莫爾-1 HNO。

　　通過石墨爐原子吸收(shou)光(guang)譜(pu)法(GFAAS)和(he)Perkin Elmer 4100 ZL金屬分(fen)(fen)(fen)析(xi)塞(sai)曼(man)原子吸收(shou)光(guang)譜(pu)儀。GFAA通過定(ding)期分(fen)(fen)(fen)析(xi)標(biao)(biao)準，參(can)考物質1640的準確性(xing)(NIST)監測(ce)該標(biao)(biao)準的參(can)考材料含砷(shen)(shen)為(wei)26.71±0.42μg·L -1。在對一系列實驗樣品的典(dian)型(xing)分(fen)(fen)(fen)析(xi)中(zhong)，每5個樣品進行(xing)分(fen)(fen)(fen)析(xi)NIST標(biao)(biao)準。作為(wei)典(dian)型(xing)精度的例子，一次分(fen)(fen)(fen)析(xi)結果(guo)NIST 1640砷(shen)(shen)濃度為(wei)25.9μg·L -1.基于(yu)14次重復分(fen)(fen)(fen)析(xi)，標(biao)(biao)準偏(pian)差為(wei)1.7%; 這(zhe)些(xie)結果(guo)是本(ben)文所有分(fen)(fen)(fen)析(xi)的典(dian)型(xing)結果(guo)。

　　為(wei)了更好地研究活(huo)性(xing)炭表面(mian)的(de)電(dian)(dian)(dian)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)/電(dian)(dian)(dian)極吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)，活(huo)性(xing)炭是一種相對無效的(de)正常(chang)無輔助吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)劑，含水量為(wei)0.15-0.30 g·L -用于(yu)含有(you)的(de)無機砷Ca的(de)電(dian)(dian)(dian)解(jie)質(zhi)。100μg·L -1砷(pH 4.5)。陽(yang)極電(dian)(dian)(dian)化學(xue)電(dian)(dian)(dian)位在活(huo)性(xing)炭上的(de)應用導致電(dian)(dian)(dian)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)增強的(de)吸(xi)收，伴隨著電(dian)(dian)(dian)極表面(mian)陰離子豐(feng)富的(de)電(dian)(dian)(dian)化學(xue)雙層帶電(dian)(dian)(dian)。還證實了在施1.50V陰極電(dian)(dian)(dian)勢可接近100%再生吸(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)劑。

　　其它金屬離子的(de)(de)(de)存(cun)(cun)在(zai)已被證明(ming)(ming)對活性炭上砷的(de)(de)(de)電(dian)極吸(xi)附有(you)顯(xian)著而(er)復(fu)雜的(de)(de)(de)影響，這是(shi)正常的(de)(de)(de)、無輔助的(de)(de)(de)。鉻(ge)(ge)系統(tong)中(zhong)的(de)(de)(de)吸(xi)收(shou)機制(zhi)已被證明(ming)(ming)是(shi)鉻(ge)(ge)濃度，仍(reng)然是(shi)調查(cha)的(de)(de)(de)主題。鉻(ge)(ge)的(de)(de)(de)存(cun)(cun)在(zai)導(dao)致比(bi)含鎳系統(tong)更大的(de)(de)(de)吸(xi)收(shou)  1.25V電(dian)吸(xi)附電(dian)位。然而(er)，將陽極電(dian)位增加到  1.50V導(dao)致As-Ni比(bi)As-Cr更大的(de)(de)(de)砷吸(xi)收(shou)系統(tong)。

　　已經(jing)表(biao)明Fe(III)其(qi)存在(zai)顯著增強了活性炭上砷(shen)的(de)(de)電(dian)吸(xi)附(fu)。在(zai)研究中As-Cr，As-Fe，As-Ni體系(xi)中，As-Fe該系(xi)統表(biao)現出*大的(de)(de)吸(xi)收(shou)砷(shen)，并(bing)在(zai)1.75V陰極(ji)電(dian)勢以(yi)*高效(xiao)率再生。在(zai)鐵下電(dian)吸(xi)附(fu)中觀察(cha)到的(de)(de)行為(wei)可能是正確的(de)(de)ZVI修復技術(shu)的(de)(de)機(ji)理(li)/應用影響很大。