活性炭吸附回收氯化鈀離子

　　本(ben)期介紹了活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)上氯化(hua)鈀(ba)復(fu)合(he)離(li)子的吸(xi)(xi)附(fu)(fu)過程。隨著溫(wen)度(du)的升高，發現活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)可(ke)以增(zeng)強吸(xi)(xi)附(fu)(fu)效果。結果表明，鈀(ba)復(fu)合(he)物可(ke)以與存在于活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)表面的官能團發生反應。推(tui)平衡常數、熱量和吸(xi)(xi)附(fu)(fu)熵等熱力(li)學參數。活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)氯化(hua)鈀(ba)(II)二氯氧(yang)化(hua)鈀(ba)或二氯化(hua)鈀(ba)在活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)表面形成(cheng)。

　　經過(guo)大量的(de)(de)(de)實(shi)例測試(shi)，活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)可(ke)以從水(shui)溶(rong)(rong)液(ye)(ye)中(zhong)(zhong)(zhong)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)收(shou)重金屬(shu)。例如(ru)，從廢水(shui)中(zhong)(zhong)(zhong)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)去除鎘(II)，汞(II)，和(he)鉛(qian)(II)可(ke)以給離子。然而，即使(shi)溶(rong)(rong)液(ye)(ye)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)濃度(du)(du)很低，鉑、鈀(ba)、金等(deng)貴金屬(shu)也可(ke)以這樣提取。因(yin)(yin)此，這些金屬(shu)可(ke)以從通常在再循(xun)環過(guo)程中(zhong)(zhong)(zhong)產生的(de)(de)(de)稀釋水(shui)溶(rong)(rong)液(ye)(ye)中(zhong)(zhong)(zhong)回收(shou)。活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附過(guo)程的(de)(de)(de)機理取決于溶(rong)(rong)液(ye)(ye)等(deng)初(chu)始(shi)條件(jian)pH，金屬(shu)離子的(de)(de)(de)溫度(du)(du)和(he)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附形(xing)式(shi)。例如(ru)，在氰化(hua)(hua)(hua)物(wu)溶(rong)(rong)液(ye)(ye)中(zhong)(zhong)(zhong)，鈀(ba)有2 它(ta)非常穩定，很容易被活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附。很明(ming)顯(xian)，與氰化(hua)(hua)(hua)物(wu)配合(he)物(wu)相比，Pd(II)氯化(hua)(hua)(hua)物(wu)配合(he)物(wu)的(de)(de)(de)穩定性(xing)(xing)較差。幾(ji)份報告顯(xian)示，鈀(ba)在活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附過(guo)程中(zhong)(zhong)(zhong)(II)還原成金屬(shu)形(xing)式(shi)。因(yin)(yin)此，我們研究了(le)恢復反(fan)應的(de)(de)(de)可(ke)能(neng)條件(jian)。本工作的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)是(shi)研究和(he)描述使(shi)用活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附作為吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附劑Pd(II)離子回收(shou)條件(jian)，找出這種(zhong)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)是(shi)否也是(shi)Pd(II)復合(he)還原劑。

　　還應該提到(dao)的(de)(de)是，活(huo)(huo)性(xing)炭比離子交換劑(ji)便宜得多，因(yin)為這個事實，它可(ke)能(neng)對回收過(guo)程更有(you)吸引(yin)力。溫度和鈀(II)初始(shi)濃(nong)度的(de)(de)影(ying)響(xiang)。為此，利用(yong)我(wo)們新開發的(de)(de)活(huo)(huo)性(xing)炭，這種活(huo)(huo)性(xing)炭可(ke)以形式，使其更容(rong)易從溶液中分離出來。這種活(huo)(huo)性(xing)炭通常由(you)椰子殼(ke)制(zhi)成。此外，顆粒具(ju)有(you)較高的(de)(de)機械強(qiang)度和較大的(de)(de)表面(mian)(mian)積。*后，由(you)于制(zhi)造過(guo)程中的(de)(de)化(hua)(hua)學處理（蒸(zheng)汽和正磷酸(suan)活(huo)(huo)化(hua)(hua)），該活(huo)(huo)性(xing)炭具(ju)有(you)明顯的(de)(de)官能(neng)團表面(mian)(mian)濃(nong)度（約18m mol·g-一(yi)、能(neng)起到(dao)還原劑(ji)或離子的(de)(de)作(zuo)用(yong)。

　　氯化鈀復合離子初始(shi)濃(nong)度對活性炭吸附的影響(xiang)。試驗條件：pH1，Cl-=0.1mol·kg-1。

　　鈀(ba)初始(shi)濃(nong)度對(dui)活(huo)性(xing)炭吸附的影響

　　活性炭的(de)(de)吸(xi)附(fu)(fu)能力(li)與其表(biao)面(mian)及(ji)其孔隙率(lv)有(you)關(guan)。其次，研究了氯化(hua)鈀(ba)離子(zi)初始濃度對活(huo)性炭添加后溶液(ye)中(zhong)平衡(heng)濃度的(de)(de)影響。根(gen)(gen)據(ju)Lambert-Beer在(zai)這(zhe)(zhe)(zhe)些波長(chang)下(xia)，溶液(ye)吸(xi)光度的(de)(de)降低和溶液(ye)中(zhong)的(de)(de)定律Pd(II)濃度降低成(cheng)正比。假(jia)設(she)這(zhe)(zhe)(zhe)種(zhong)減少對應于活(huo)性炭表(biao)面(mian)吸(xi)附(fu)(fu)的(de)(de)鈀(ba)的(de)(de)量。根(gen)(gen)據(ju)計(ji)算的(de)(de)Pd(II)濃度隨(sui)時(shi)間變化(hua)，導致沉積過程(cheng)中(zhong)的(de)(de)動(dong)力(li)曲線。注冊動(dong)力(li)學曲線，[PdCl 4 圖(tu)1顯(xian)示(shi)兩對時(shi)間。溶液(ye)中(zhong)可(ke)以(yi)觀察到PdCl 4 2-濃度接(jie)近恒定值，不等于零(ling)。在(zai)這(zhe)(zhe)(zhe)種(zhong)情況下(xia)，這(zhe)(zhe)(zhe)種(zhong)觀察是(shi)*重要的(de)(de)，因為它表(biao)明間的(de)(de)氯化(hua)鈀(ba)(II)絡合(he)物的(de)(de)平衡(heng)分布。該平衡(heng)存在(zai)于系統中(zhong)，可(ke)以(yi)提供吸(xi)附(fu)(fu)過程(cheng)中(zhong)的(de)(de)熱力(li)學信息(xi)。

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

　　X射光(guang)電(dian)子能譜分析研究

　　材料在吸附過程前后(hou)的完整性XPS光譜如(ru)圖(tu)2所示。考慮到觀察到的溶(rong)液Pd(II)估計鈀負荷等于0.7%(m/m)。從鈀峰可以(yi)看出(chu)。對這一(yi)峰值進行更(geng)深入(ru)的分(fen)析，可以(yi)為我(wo)們提供鈀電子結構(gou)的信息。

　　(A)活(huo)性炭的(de)SEM分(fen)析，(B)選(xuan)擇區域放大率(lv)，(C和D)吸(xi)附氯化鈀(II)復合離(li)子后EDS截面分(fen)析。

　　用掃描顯(xian)微鏡分(fen)析樣品。吸(xi)附試驗后的活性(xing)炭(tan)樣品為60℃干燥。然后將顆(ke)粒(li)分(fen)成兩部分(fen)，用砂紙(造粒(li)1000)拋(pao)光獲得(de)的表面，直到表面平整。EDS分(fen)析。加速電(dian)壓(ya)等于20kV。獲得(de)的結果如圖3所(suo)示。

　　活(huo)性炭(tan)解吸過程的效率。

　　鈀在活性(xing)炭表面剝(bo)離

　　當活(huo)性(xing)炭表(biao)面(mian)有二(er)氯化(hua)鈀(ba)時，應按(an)方程(cheng)(cheng)解(jie)吸(xi)(xi)。因此，解(jie)吸(xi)(xi)試(shi)(shi)驗(yan)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)室溫(20℃)使用(yong)100cm3鹽(yan)酸(濃度為1mol·kg-1)或100cm3的(de)(de)(de)(de)高氯酸鹽(yan)(濃度1mol.kg-1)。必須提(ti)到(dao)的(de)(de)(de)(de)是(shi)，吸(xi)(xi)附實驗(yan)正在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)進行中pH等于1下(xia)(xia)，汽提(ti)過(guo)程(cheng)(cheng)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)pH等于0下(xia)(xia)。由鈀(ba)(II)負(fu)荷活(huo)性(xing)炭樣品取自以(yi)(yi)往的(de)(de)(de)(de)吸(xi)(xi)附試(shi)(shi)驗(yan)。預加載的(de)(de)(de)(de)活(huo)性(xing)炭通過(guo)過(guo)濾與溶液(ye)分離(li)，然后在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)60℃下(xia)(xia)干燥。然后將(jiang)干燥的(de)(de)(de)(de)預加載活(huo)性(xing)炭與鹽(yan)酸溶液(ye)混合。大(da)約(yue)10個月(yue)(yue)的(de)(de)(de)(de)解(jie)吸(xi)(xi)試(shi)(shi)驗(yan)。前(qian)兩天(tian)(tian)，我在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)溶液(ye)中觀察(cha)到(dao)鈀(ba)(II)濃度的(de)(de)(de)(de)快(kuai)速增加*終在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)12天(tian)(tian)后獲(huo)得恒(heng)定值(zhi)。這(zhe)些結(jie)果(guo)如圖4所示作為黑色方塊。樣品在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)接下(xia)(xia)來(lai)的(de)(de)(de)(de)10個月(yue)(yue)里留在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)溶液(ye)中，以(yi)(yi)確保這(zhe)確實是(shi)*終的(de)(de)(de)(de)平衡(heng)(heng)。此時后獲(huo)得的(de)(de)(de)(de)值(zhi)顯(xian)示為紅(hong)點(dian)。過(guo)量(liang)的(de)(de)(de)(de)鹽(yan)酸是(shi)顯(xian)而易見的(de)(de)(de)(de)，它應該足以(yi)(yi)溶解(jie)二(er)氯化(hua)鈀(ba)。結(jie)果(guo)表(biao)明(ming)，平衡(heng)(heng)狀(zhuang)態(tai)(tai)不(bu)受時間(jian)的(de)(de)(de)(de)影響，表(biao)明(ming)觀察(cha)到(dao)的(de)(de)(de)(de)狀(zhuang)態(tai)(tai)是(shi)*終狀(zhuang)態(tai)(tai)。實驗(yan)期間(jian)似乎只有約(yue)50-65%的(de)(de)(de)(de)鈀(ba)(II)活(huo)性(xing)炭表(biao)面(mian)可以(yi)(yi)洗脫(tuo)物質。如上(shang)所述(shu)，施用(yong)過(guo)量(liang)鹽(yan)酸。因此，一方面(mian)，不(bu)完(wan)全洗脫(tuo)是(shi)可以(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)Pd2 OCl2的(de)(de)(de)(de)形成解(jie)釋或活(huo)性(xing)炭表(biao)面(mian)的(de)(de)(de)(de)另一種(zhong)鈀(ba)(II)化(hua)合物。另一方面(mian)，它可能只與不(bu)同于初始(shi)狀(zhuang)態(tai)(tai)的(de)(de)(de)(de)新平衡(heng)(heng)狀(zhuang)態(tai)(tai)有關。用(yong)于**次解(jie)吸(xi)(xi)試(shi)(shi)驗(yan)的(de)(de)(de)(de)活(huo)性(xing)炭進行簡單的(de)(de)(de)(de)第二(er)次解(jie)吸(xi)(xi)試(shi)(shi)驗(yan)。實驗(yan)條件和程(cheng)(cheng)序與**次解(jie)吸(xi)(xi)試(shi)(shi)驗(yan)相(xiang)同。觀察(cha)到(dao)鈀(ba)(II)洗脫(tuo)又發生了。*初的(de)(de)(de)(de)24小時后，剩余鈀(ba)高達17%(II)2個月(yue)(yue)后，總解(jie)吸(xi)(xi)效率達到(dao)98.4%的(de)(de)(de)(de)水平。

　　結(jie)果表明，氯(lv)(lv)化(hua)(hua)鈀被活(huo)性炭(tan)化(hua)(hua)學吸(xi)附(II)二(er)氯(lv)(lv)化(hua)(hua)二(er)鈀或(huo)二(er)氯(lv)(lv)化(hua)(hua)鈀在(zai)(zai)活(huo)性炭(tan)表面形成，活(huo)性炭(tan)表面無金屬(shu)鈀。活(huo)性炭(tan)的容量取決于取決于實驗條件℃溫度(du)(du)可達(da)42mg·g-1的水平。在(zai)(zai)60℃在(zai)(zai)溫度(du)(du)下，負載隨(sui)溫度(du)(du)升高至(zhi)67mg·g-而略有增加。鈀的吸(xi)附過程(cheng)應在(zai)(zai)盡可能低(di)的溫度(du)(du)下進行。