重金屬中活性炭的電吸附

　　活(huo)(huo)性炭(tan)在(zai)重金(jin)(jin)屬(shu)中的電(dian)吸(xi)(xi)附(fu)在(zai)之前的介紹中有很多關于使(shi)用活(huo)(huo)性炭(tan)吸(xi)(xi)附(fu)劑去除金(jin)(jin)屬(shu)和金(jin)(jin)屬(shu)化合物(wu)的數據(ju)，但(dan)通(tong)(tong)常(chang)不低(di)微克·L -1的水平。然而，在(zai)某些情況下，通(tong)(tong)過施加電(dian)位控制的吸(xi)(xi)附(fu)/解吸(xi)(xi)或ES / ED(即電(dian)場(chang)內固(gu)體吸(xi)(xi)附(fu)劑上的吸(xi)(xi)附(fu)/解吸(xi)(xi)附(fu))為了提高(gao)活(huo)(huo)性炭(tan)的容量，可(ke)以顯(xian)著提高(gao)活(huo)(huo)性炭(tan)吸(xi)(xi)附(fu)劑的有效性，促(cu)進其后續再生(sheng)。

　　負(fu)(fu)和(he)中(zhong)性物質的(de)吸附平衡(heng)取決于電(dian)(dian)極電(dian)(dian)荷。表(biao)面(mian)負(fu)(fu)載的(de)偏振(zhen)依賴性與零電(dian)(dian)荷的(de)電(dian)(dian)勢(shi)有關，即25E PZC，吸附溶液中(zhong)的(de)特定濃(nong)度(du)。中(zhong)性物質在E PZC隨著表(biao)面(mian)變得(de)陰極或(huo)陽極，正(zheng)負(fu)(fu)電(dian)(dian)物質的(de)負(fu)(fu)荷分別增加。非極化電(dian)(dian)極很容易(yi)理解這些相互作(zuo)用(yong)。然而，由于其(qi)表(biao)面(mian)官能團、異構大力表(biao)面(mian)和(he)粒子之間的(de)復雜電(dian)(dian)位分布，它們并(bing)不直接適用(yong)于活性炭。

　　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)電化學再生，發現(xian)再生效率高(gao)達85%。還觀(guan)察到，陰極(ji)比(bi)陽極(ji)再生約(yue)20%的(de)(de)苯(ben)酚(fen)好(hao)。假NaCl電解質)到CO 電化學氧(yang)化與水。由(you)于鈉陽離子(zi)遷移到陰極(ji)，有兩(liang)種方法可以幫助苯(ben)酚(fen)解吸(xi)(xi)：苯(ben)酚(fen)鈉的(de)(de)形(xing)成，它不能很好(hao)地吸(xi)(xi)附(fu)在(zai)碳表面； 并在(zai)陰極(ji)附(fu)近增加(jia)局部pH這也降低了(le)活性炭吸(xi)(xi)附(fu)劑對苯(ben)酚(fen)的(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)能力。由(you)于濃度極(ji)化效應(ying)的(de)(de)降低和(he)外部傳質的(de)(de)改善，發現(xian)溶液(ye)的(de)(de)混合(he)也改善了(le)電極(ji)吸(xi)(xi)收(shou)。

　　現在我們開(kai)始研究活性炭的電吸(xi)附(fu)選擇。本研究的吸(xi)附(fu)劑(ji)是(shi)蒸汽活化褐煤生(sheng)產(chan)的酸(suan)洗(xi)顆粒(li)活性炭。比表面(mian)積、總細孔(kong)體積、平均粒(li)徑和pH PZC這種吸(xi)附(fu)劑(ji)是(shi)650米2 ·克-1，0.95毫升·克-1，分(fen)別為1.3毫米，6.3毫米。20多(duo)年來，金豐活性炭一直被(bei)用作水溶(rong)液系統中重金屬(shu)等(deng)物質(zhi)的吸(xi)附(fu)劑(ji)。

　　研究步(bu)驟:500毫升5000ml分(fen)(fen)批(pi)實(shi)驗(yan) mg·L -1 NaCl支持電(dian)解質。用(yong)(yong)(yong)原子吸收(shou)標(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)(zhun)制(zhi)備(bei)(bei)所(suo)需濃度的砷(shen)和(he)(he)鉻(ge)電(dian)解質。使用(yong)(yong)(yong)As 2 O 3和(he)(he)(NH 4)2 Cr 2 O 制(zhi)備(bei)(bei)砷(shen)和(he)(he)鉻(ge)標(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)(zhun)物(wu)， 分(fen)(fen)別。使用(yong)(yong)(yong)氯化鎳(II)和(he)(he)硝酸鐵(III)制(zhi)備(bei)(bei)含(han)有(you)Ni(II)和(he)(he)Fe(III)工作(zuo)(zuo)電(dian)解質。用(yong)(yong)(yong)于制(zhi)備(bei)(bei)標(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)(zhun)產品。所(suo)有(you)實(shi)驗(yan)設備(bei)(bei)均采(cai)用(yong)(yong)(yong)A級容量玻璃器(qi)皿制(zhi)備(bei)(bei)，定量清洗采(cai)用(yong)(yong)(yong)標(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)(zhun)實(shi)驗(yan)室(shi)程序。用(yong)(yong)(yong)移(yi)液管分(fen)(fen)配原子吸收(shou)標(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)(zhun)液，制(zhi)備(bei)(bei)工作(zuo)(zuo)電(dian)解液時(shi)。

　　圖(tu)顯(xian)示了(le)分批電(dian)池(chi)用于實(shi)驗的(de)示意圖(tu)。它由兩個相同的(de)鉑網(wang)集電(dian)器(qi)(基(ji)于99.9%的(de)金屬(shu)，100×100目，0.0762mm直(zhi)徑(jing)導線)和Pt導線(基(ji)于99.95%的(de)金屬(shu)，0.025mm直(zhi)徑(jing))編(bian)織到網(wang)電(dian)連接； 三(san)個PVC墊(dian)圈(9/16.25”外(wai)徑(jing)，0.0625厚度)；兩個聚丙烯網(wang)狀板(121×121目，1.25”外(wai)徑(jing)); 兩個橡膠墊(dian)圈(9/16內(nei)徑(jing)，1.25”外(wai)徑(jing)，0.0625“厚度)，活(huo)性炭(tan)吸附劑顆粒作為單層填充到*下面的(de)鉑網(wang)上，在*下面的(de)墊(dian)圈的(de)中(zhong)心(xin)腔內(nei)。用四個細胞PTFE機(ji)器(qi)螺釘

　　500ml將(jiang)電(dian)(dian)解(jie)質(zhi)裝入批量(liang)電(dian)(dian)池中(zhong)。電(dian)(dian)化學電(dian)(dian)位由(you)直流電(dian)(dian)源供電(dian)(dian)。允許(xu)正(zheng)常(chang)吸(xi)附、電(dian)(dian)吸(xi)附和電(dian)(dian)極(ji)吸(xi)附。同時，用100-1000移液管取(qu)1000ml樣品。所有樣品根據(ju)USEPA方法200.保(bao)存51，稀(xi)釋(shi)1毫升.5莫(mo)爾-1 HNO。

　　通過(guo)石墨爐(lu)原子(zi)吸收(shou)光譜(pu)法(GFAAS)和Perkin Elmer 4100 ZL金屬分析(xi)(xi)(xi)(xi)塞(sai)曼原子(zi)吸收(shou)光譜(pu)儀。GFAA通過(guo)定(ding)期分析(xi)(xi)(xi)(xi)標準(zhun)，參(can)考物質1640的(de)(de)準(zhun)確性(NIST)監(jian)測(ce)該標準(zhun)的(de)(de)參(can)考材(cai)料含砷(shen)為26.71±0.42μg·L -1。在對一系列實驗(yan)樣(yang)品的(de)(de)典(dian)型分析(xi)(xi)(xi)(xi)中，每5個(ge)樣(yang)品進行分析(xi)(xi)(xi)(xi)NIST標準(zhun)。作為典(dian)型精(jing)度(du)(du)的(de)(de)例子(zi)，一次(ci)分析(xi)(xi)(xi)(xi)結果NIST 1640砷(shen)濃度(du)(du)為25.9μg·L -1.基于(yu)14次(ci)重復(fu)分析(xi)(xi)(xi)(xi)，標準(zhun)偏差(cha)為1.7%; 這些結果是本(ben)文所有分析(xi)(xi)(xi)(xi)的(de)(de)典(dian)型結果。

　　為了更(geng)好地研究活(huo)性(xing)炭表(biao)面的(de)(de)(de)電(dian)吸(xi)(xi)附(fu)/電(dian)極(ji)(ji)吸(xi)(xi)附(fu)，活(huo)性(xing)炭是一種(zhong)相(xiang)對無效的(de)(de)(de)正常(chang)無輔助吸(xi)(xi)附(fu)劑，含水量為0.15-0.30 g·L -用于含有的(de)(de)(de)無機砷Ca的(de)(de)(de)電(dian)解質。100μg·L -1砷(pH 4.5)。陽極(ji)(ji)電(dian)化學(xue)電(dian)位在(zai)活(huo)性(xing)炭上的(de)(de)(de)應用導(dao)致電(dian)吸(xi)(xi)附(fu)增強的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)收，伴隨著電(dian)極(ji)(ji)表(biao)面陰離子豐(feng)富的(de)(de)(de)電(dian)化學(xue)雙(shuang)層帶電(dian)。還證實(shi)了在(zai)施1.50V陰極(ji)(ji)電(dian)勢可接近(jin)100%再生吸(xi)(xi)附(fu)劑。

　　其它金屬(shu)離子的(de)存(cun)在已被(bei)證明對活(huo)性炭上砷(shen)的(de)電(dian)極吸(xi)附(fu)有(you)顯著而(er)(er)復雜的(de)影(ying)響，這(zhe)是(shi)正常的(de)、無(wu)輔助的(de)。鉻(ge)系(xi)(xi)統(tong)中的(de)吸(xi)收(shou)機(ji)制已被(bei)證明是(shi)鉻(ge)濃度，仍(reng)然是(shi)調查的(de)主題。鉻(ge)的(de)存(cun)在導(dao)致比含鎳系(xi)(xi)統(tong)更(geng)(geng)大的(de)吸(xi)收(shou)  1.25V電(dian)吸(xi)附(fu)電(dian)位。然而(er)(er)，將陽極電(dian)位增加到  1.50V導(dao)致As-Ni比As-Cr更(geng)(geng)大的(de)砷(shen)吸(xi)收(shou)系(xi)(xi)統(tong)。

　　已經表(biao)明Fe(III)其存在(zai)(zai)顯著增強了(le)活性炭上砷(shen)的電(dian)吸附。在(zai)(zai)研(yan)究中As-Cr，As-Fe，As-Ni體系(xi)(xi)中，As-Fe該系(xi)(xi)統表(biao)現出*大(da)的吸收(shou)砷(shen)，并在(zai)(zai)1.75V陰(yin)極電(dian)勢以*高效率(lv)再生。在(zai)(zai)鐵下電(dian)吸附中觀(guan)察到的行為(wei)可能是正確的ZVI修復技(ji)術的機理/應(ying)用影響很(hen)大(da)。