活性炭納米材料去除砷酸鹽

　　與傳統(tong)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭相比(bi)，活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭納米(mi)材料具有(you)(you)(you)較高的(de)表面體積比(bi)，吸引(yin)了(le)環境污染物(wu)和有(you)(you)(you)害金屬的(de)注意。但(dan)由于酸(suan)性(xing)(xing)表面官能團(tuan)，碳(tan)納米(mi)管和石(shi)墨烯對從水中(zhong)去(qu)除氧代陰離子無效。在這里，我們(men)展示了(le)去(qu)離子水溶(rong)液中(zhong)對砷酸(suan)鹽和硒酸(suan)鹽的(de)良(liang)好吸附。納米(mi)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭的(de)關鍵(jian)特點是去(qu)除金屬氧化物(wu)納米(mi)顆粒的(de)微孔和堿性(xing)(xing)表面基團(tuan)的(de)存在。與商業活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭相比(bi)，納米(mi)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭在運河和井水中(zhong)具有(you)(you)(you)優異的(de)砷酸(suan)鹽去(qu)除和微堿性(xing)(xing)pH。

　　隨著活性炭(tan)(tan)納(na)米技(ji)術的(de)發展，人們一(yi)直在開發利用這(zhe)些納(na)米活性炭(tan)(tan)材料進行水處(chu)理的(de)高(gao)表面體積比。*近證明(ming)了活性炭(tan)(tan)和(he)石墨(mo)烯基吸(xi)附劑用于去(qu)除汞、砷、鉻和(he)硒等金屬的(de)吸(xi)附作(zuo)用。與碳納(na)米管(guan)和(he)石墨(mo)烯不同，活性炭(tan)(tan)納(na)米結構具(ju)有良好的(de)生(sheng)物相容性。因此(ci)，納(na)米活性炭(tan)(tan)可(ke)能是環境修復應用的(de)有希望材料，如(ru)從水中(zhong)去(qu)除有害(hai)金屬。

　　球形納米(mi)活性炭材料

　　在前溶液(ye)中加入(ru)金(jin)(jin)屬鹽，加熱(re)分解(jie)，形成(cheng)金(jin)(jin)屬氧化(hua)(hua)物納(na)米(mi)(mi)顆粒，作為碳水化(hua)(hua)合物源碳化(hua)(hua)的成(cheng)核點(dian)。合成(cheng)蝕刻(ke)去除金(jin)(jin)屬氧化(hua)(hua)物納(na)米(mi)(mi)顆粒，留下(xia)高(gao)多孔活性(xing)炭(tan)(圖1A)。活性(xing)炭(tan)中金(jin)(jin)屬氧化(hua)(hua)物納(na)米(mi)(mi)顆粒的尺寸可(ke)以通過調整(zheng)前體(ti)的比例來控制，從而控制孔徑。因(yin)此，該合成(cheng)方法可(ke)用于吸(xi)附(fu)金(jin)(jin)，活性(xing)炭(tan)材料的起源和物理化(hua)(hua)學(xue)性(xing)質（如表面(mian)積(ji)(ji)、微孔）差異很大，隔離(li)沉(chen)積(ji)(ji)物PBDEs對效果了解(jie)較少。

　　根據不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)原料、燃(ran)燒(shao)(shao)方法和廣(guang)泛的(de)(de)(de)(de)可用(yong)性(xing)和應用(yong)，選擇活性(xing)炭(tan)、木(mu)炭(tan)和生物炭(tan)三種(zhong)不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)材料。活性(xing)炭(tan)。木(mu)炭(tan)來源于4000木(mu)質素材料°C下的(de)(de)(de)(de)燃(ran)燒(shao)(shao)。原料為4000生物炭(tan)樣品℃由不(bu)完全燃(ran)燒(shao)(shao)引起(qi)的(de)(de)(de)(de)。將所有活性(xing)炭(tan)材料研磨成100目(0.149mm使(shi)用(yong)前在(zai)室溫(wen)下儲存孔徑(jing))。以上分(fen)析了(le)活性(xing)炭(tan)材料OC含量。使(shi)用(yong)表(biao)面(mian)積(ji)分(fen)析儀(yi)BET氮(dan)等溫(wen)線測(ce)定比表(biao)面(mian)積(ji)(SSA)和微孔率。活性(xing)炭(tan)、生物炭(tan)、木(mu)炭(tan)。

　　為(wei)了比較活性(xing)炭(tan)(tan)(tan)材料降低沉(chen)(chen)(chen)積(ji)(ji)物中(zhong)不含多溴二苯(ben)醚的(de)C的(de)有效性(xing)，在(zai)(zai)用于纖維暴露(lu)之前(qian)，用活性(xing)炭(tan)(tan)(tan)，木炭(tan)(tan)(tan)或(huo)(huo)生(sheng)(sheng)物炭(tan)(tan)(tan)對JL和(he)SD修正(zheng)了沉(chen)(chen)(chen)積(ji)(ji)物。在(zai)(zai)沉(chen)(chen)(chen)淀物中(zhong)加入1000μg/ kg每(mei)種多溴二苯(ben)醚同(tong)源物，如上述(shu)平(ping)衡7天(tian)，然后(hou)在(zai)(zai)0(未修正(zheng)對照)，0.5，1.0，1.5，3.0和(he)6.與活性(xing)炭(tan)(tan)(tan)、木炭(tan)(tan)(tan)或(huo)(huo)生(sheng)(sheng)物炭(tan)(tan)(tan)混合。基于沉(chen)(chen)(chen)積(ji)(ji)物干重的(de)%。120年活性(xing)炭(tan)(tan)(tan)修正(zheng)沉(chen)(chen)(chen)積(ji)(ji)物rpm產(chan)生(sheng)(sheng)下混合7天(tian)PBDE污染沉(chen)(chen)(chen)積(ji)(ji)物樣品(pin)。等份的(de)修正(zheng)沉(chen)(chen)(chen)淀物(1).0g，干重)，一片1cm PDMS纖維和(he)1.5mL水置(zhi)于20mL用玻璃瓶測量(liang)C 自由度如上所述(shu)PBDEs。7天(tian)后(hou)，回收PDMS纖維，提取和(he)分析。

　　活性炭沉(chen)積在混(hun)合條件(jian)下PDMS纖維吸收動力學。

　　多溴聯苯醚中活性炭類型的差異

　　通過活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)吸附或隔(ge)離平衡PBDEs反映了它們PDMS纖(xian)維(C PDMS)檢測到的(de)(de)(de)水(shui)平變化。在(zai)JL在(zai)沉(chen)積(ji)物中(zhong)，隨著活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)(de)修正(zheng)，C PDMS顯著下降(jiang)(jiang)，并且活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)(de)類型之間的(de)(de)(de)減(jian)少(shao)不同(圖2)。例如(ru)，當(dang)生物炭(tan)(tan)用于0時.5%修正(zheng)JL沉(chen)積(ji)物時，C PDMS30水(shui)平降(jiang)(jiang)低(di)到未(wei)沉(chen)降(jiang)(jiang)沉(chen)積(ji)物中(zhong).0-67.8%。木炭(tan)(tan)(29.7-63.5%的(de)(de)(de)效(xiao)果與(yu)生物炭(tan)(tan)相似(圖2)。相比之下，活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)修正(zheng)沉(chen)積(ji)物C PDMS下降(jiang)(jiang)幅(fu)度(du)較大(圖2)。例如(ru)，在(zai)0中(zhong).5%活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)(de)JL對于不同的(de)(de)(de)同源(yuan)物，C PDMS降(jiang)(jiang)至(zhi)未(wei)改進處理水(shui)平1.8-8.1%。平均而(er)言，添(tian)加(jia)1.0%的(de)(de)(de)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)導致所(suo)選活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)BDE同系物的(de)(de)(de)C PDMS將(jiang)1降(jiang)(jiang)低(di)到對照(zhao)水(shui)平.7-5.9%表明活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)在(zai)沉(chen)積(ji)物中(zhong)螯合PBDEs能力遠高于其他黑(hei)碳(tan)材料(liao)。

　　沉積在水中PDMS纖維上(shang)的(de)BDE 47(A)，85(B)，99(C)，100(D)，153(E)和154(F)不同類型活性炭的(de)濃度隔離效(xiao)果。

　　本研究(jiu)開(kai)發了一(yi)(yi)(yi)種測量沉(chen)(chen)積物(wu)中不(bu)(bu)(bu)含(han)多(duo)(duo)溴(xiu)二苯(ben)醚(mi)(mi)(mi)的(de)(de)方法C，該方法進一(yi)(yi)(yi)步(bu)用(yong)(yong)于比較不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)材料(liao)C free密封多(duo)(duo)溴(xiu)聯苯(ben)醚(mi)(mi)(mi)的(de)(de)效率(lv)。研究(jiu)結果(guo)表(biao)明，雖然不(bu)(bu)(bu)含(han)多(duo)(duo)溴(xiu)二苯(ben)醚(mi)(mi)(mi)的(de)(de)C通過活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)修正(zheng)減少，但(dan)不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong)類型的(de)(de)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)之間存在(zai)很(hen)大(da)(da)差(cha)異(yi)，活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)比生(sheng)物(wu)炭(tan)(tan)(tan)或(huo)木炭(tan)(tan)(tan)更有效。此外，由(you)于微孔分布(bu)不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong)，活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)優(you)先隔離(li)低溴(xiu)化溴(xiu)化BDE，生(sheng)物(wu)炭(tan)(tan)(tan)或(huo)木炭(tan)(tan)(tan)表(biao)現出高溴(xiu)化溴(xiu)化二苯(ben)醚(mi)(mi)(mi)的(de)(de)選(xuan)擇性(xing)(xing)吸(xi)附(fu)。減少C.同(tong)(tong)一(yi)(yi)(yi)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)修正(zheng)案的(de)(de)沉(chen)(chen)積物(wu)之間的(de)(de)免費差(cha)異(yi)很(hen)大(da)(da)，而(er)且更高OC含(han)量似乎抑制了炭(tan)(tan)(tan)黑的(de)(de)作用(yong)(yong)。另一(yi)(yi)(yi)方面，由(you)于天(tian)然有機物(wu)或(huo)膠體可(ke)能(neng)競爭吸(xi)附(fu)位(wei)點(dian)或(huo)阻(zu)塞(sai)微孔，活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)的(de)(de)隔離(li)能(neng)力可(ke)能(neng)會因老(lao)化效應而(er)發生(sheng)變化。因此，在(zai)應用(yong)(yong)于污染(ran)沉(chen)(chen)積物(wu)原位(wei)修復之前，需要(yao)進一(yi)(yi)(yi)步(bu)了解(jie)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)多(duo)(duo)溴(xiu)二苯(ben)醚(mi)(mi)(mi)等老(lao)化情況HOCs對活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)類型的(de)(de)隔離(li)和依賴。