活性炭納米材料去除砷酸鹽

　　與(yu)傳統活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)相(xiang)比，活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)納(na)(na)(na)米(mi)材(cai)料具(ju)有(you)較高的(de)(de)表(biao)面體積比，吸引了環境污染(ran)物和(he)有(you)害(hai)金(jin)屬的(de)(de)注意。但由于酸(suan)性(xing)(xing)(xing)表(biao)面官能團，碳納(na)(na)(na)米(mi)管和(he)石墨烯對從水(shui)中去(qu)除(chu)氧(yang)代陰離子(zi)無(wu)效。在(zai)這里，我(wo)們展(zhan)示(shi)了去(qu)離子(zi)水(shui)溶液中對砷酸(suan)鹽和(he)硒酸(suan)鹽的(de)(de)良好吸附(fu)。納(na)(na)(na)米(mi)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)關鍵特點是去(qu)除(chu)金(jin)屬氧(yang)化(hua)物納(na)(na)(na)米(mi)顆粒(li)的(de)(de)微孔和(he)堿性(xing)(xing)(xing)表(biao)面基團的(de)(de)存在(zai)。與(yu)商(shang)業活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)相(xiang)比，納(na)(na)(na)米(mi)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)在(zai)運河和(he)井水(shui)中具(ju)有(you)優異(yi)的(de)(de)砷酸(suan)鹽去(qu)除(chu)和(he)微堿性(xing)(xing)(xing)pH。

　　隨著活(huo)性(xing)炭(tan)納(na)(na)米(mi)技術的發展，人們一直在(zai)開發利用這些納(na)(na)米(mi)活(huo)性(xing)炭(tan)材料進行水處(chu)理的高表(biao)面體(ti)積比。*近(jin)證(zheng)明了活(huo)性(xing)炭(tan)和(he)石墨(mo)(mo)烯基吸(xi)附劑用于去除汞(gong)、砷、鉻和(he)硒等(deng)金(jin)屬(shu)的吸(xi)附作用。與碳(tan)納(na)(na)米(mi)管和(he)石墨(mo)(mo)烯不同，活(huo)性(xing)炭(tan)納(na)(na)米(mi)結構具(ju)有良好(hao)的生物相容性(xing)。因(yin)此，納(na)(na)米(mi)活(huo)性(xing)炭(tan)可能是環境修復應(ying)用的有希望(wang)材料，如從水中(zhong)去除有害金(jin)屬(shu)。

　　球形納米活性炭(tan)材料

　　在前溶(rong)液中(zhong)加入金(jin)(jin)(jin)屬鹽(yan)，加熱分解，形成(cheng)(cheng)金(jin)(jin)(jin)屬氧(yang)(yang)(yang)化(hua)物(wu)納米(mi)(mi)顆(ke)(ke)(ke)粒，作(zuo)為(wei)碳水(shui)化(hua)合(he)物(wu)源(yuan)碳化(hua)的(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)核點。合(he)成(cheng)(cheng)蝕(shi)刻去除金(jin)(jin)(jin)屬氧(yang)(yang)(yang)化(hua)物(wu)納米(mi)(mi)顆(ke)(ke)(ke)粒，留下高多孔活(huo)性(xing)炭(tan)(圖1A)。活(huo)性(xing)炭(tan)中(zhong)金(jin)(jin)(jin)屬氧(yang)(yang)(yang)化(hua)物(wu)納米(mi)(mi)顆(ke)(ke)(ke)粒的(de)(de)(de)尺寸(cun)可(ke)以通(tong)過調整前體的(de)(de)(de)比例來(lai)控制，從而控制孔徑。因(yin)此，該合(he)成(cheng)(cheng)方法可(ke)用于吸附金(jin)(jin)(jin)，活(huo)性(xing)炭(tan)材料(liao)的(de)(de)(de)起源(yuan)和物(wu)理化(hua)學(xue)性(xing)質（如表面積、微孔）差(cha)異很大，隔離沉(chen)積物(wu)PBDEs對效(xiao)果(guo)了解較少(shao)。

　　根據不(bu)同的(de)原(yuan)料(liao)(liao)(liao)、燃(ran)燒(shao)(shao)方法和(he)(he)(he)廣泛的(de)可用(yong)(yong)性和(he)(he)(he)應用(yong)(yong)，選擇活(huo)(huo)性炭(tan)、木(mu)炭(tan)和(he)(he)(he)生物(wu)(wu)炭(tan)三種不(bu)同的(de)材料(liao)(liao)(liao)。活(huo)(huo)性炭(tan)。木(mu)炭(tan)來源于4000木(mu)質素材料(liao)(liao)(liao)°C下的(de)燃(ran)燒(shao)(shao)。原(yuan)料(liao)(liao)(liao)為4000生物(wu)(wu)炭(tan)樣品℃由不(bu)完全燃(ran)燒(shao)(shao)引起的(de)。將所(suo)有(you)活(huo)(huo)性炭(tan)材料(liao)(liao)(liao)研磨成100目(0.149mm使(shi)用(yong)(yong)前在室溫下儲存孔徑)。以上分析了活(huo)(huo)性炭(tan)材料(liao)(liao)(liao)OC含量(liang)。使(shi)用(yong)(yong)表面積分析儀BET氮(dan)等溫線測定比表面積(SSA)和(he)(he)(he)微孔率。活(huo)(huo)性炭(tan)、生物(wu)(wu)炭(tan)、木(mu)炭(tan)。

　　為了比較活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)材料降低(di)沉(chen)(chen)積(ji)物(wu)(wu)(wu)中不含(han)多溴(xiu)(xiu)二苯醚的(de)C的(de)有效性(xing)(xing)，在用(yong)于纖維暴露之(zhi)前，用(yong)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)，木炭(tan)或生物(wu)(wu)(wu)炭(tan)對(dui)JL和(he)SD修(xiu)正了沉(chen)(chen)積(ji)物(wu)(wu)(wu)。在沉(chen)(chen)淀(dian)物(wu)(wu)(wu)中加入(ru)1000μg/ kg每種多溴(xiu)(xiu)二苯醚同源物(wu)(wu)(wu)，如上(shang)述(shu)平衡7天(tian)(tian)(tian)，然(ran)后在0(未(wei)修(xiu)正對(dui)照(zhao))，0.5，1.0，1.5，3.0和(he)6.與活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)、木炭(tan)或生物(wu)(wu)(wu)炭(tan)混合。基于沉(chen)(chen)積(ji)物(wu)(wu)(wu)干重(zhong)(zhong)的(de)%。120年活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)修(xiu)正沉(chen)(chen)積(ji)物(wu)(wu)(wu)rpm產生下混合7天(tian)(tian)(tian)PBDE污(wu)染沉(chen)(chen)積(ji)物(wu)(wu)(wu)樣品。等(deng)份的(de)修(xiu)正沉(chen)(chen)淀(dian)物(wu)(wu)(wu)(1).0g，干重(zhong)(zhong))，一片1cm PDMS纖維和(he)1.5mL水置于20mL用(yong)玻璃瓶測量C 自由度(du)如上(shang)所(suo)述(shu)PBDEs。7天(tian)(tian)(tian)后，回收PDMS纖維，提取(qu)和(he)分析(xi)。

　　活性炭沉(chen)積(ji)在混合條件下(xia)PDMS纖維吸(xi)收動力(li)學。

　　多溴聯苯醚中活性炭類型的差異

　　通過(guo)活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)吸(xi)附或隔離(li)平衡PBDEs反映(ying)了它們PDMS纖維(C PDMS)檢測(ce)到的(de)(de)水平變化。在(zai)JL在(zai)沉(chen)(chen)積(ji)物(wu)中，隨著(zhu)活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)的(de)(de)修(xiu)(xiu)正(zheng)，C PDMS顯(xian)著(zhu)下降，并(bing)且活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)的(de)(de)類型之間的(de)(de)減少(shao)不同(tong)(tong)(tong)(tong)(圖(tu)2)。例如，當(dang)生物(wu)炭(tan)(tan)用于(yu)0時(shi).5%修(xiu)(xiu)正(zheng)JL沉(chen)(chen)積(ji)物(wu)時(shi)，C PDMS30水平降低(di)到未沉(chen)(chen)降沉(chen)(chen)積(ji)物(wu)中.0-67.8%。木炭(tan)(tan)(29.7-63.5%的(de)(de)效果與生物(wu)炭(tan)(tan)相似(si)(圖(tu)2)。相比(bi)之下，活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)修(xiu)(xiu)正(zheng)沉(chen)(chen)積(ji)物(wu)C PDMS下降幅度較大(da)(圖(tu)2)。例如，在(zai)0中.5%活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)的(de)(de)JL對于(yu)不同(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)(de)同(tong)(tong)(tong)(tong)源(yuan)物(wu)，C PDMS降至(zhi)未改進(jin)處理水平1.8-8.1%。平均(jun)而言，添加1.0%的(de)(de)活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)導致所選活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)BDE同(tong)(tong)(tong)(tong)系(xi)物(wu)的(de)(de)C PDMS將1降低(di)到對照水平.7-5.9%表(biao)明活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)在(zai)沉(chen)(chen)積(ji)物(wu)中螯合(he)PBDEs能力遠(yuan)高(gao)于(yu)其他黑碳材料(liao)。

　　沉積在水中PDMS纖維上的BDE 47(A)，85(B)，99(C)，100(D)，153(E)和154(F)不同類型活性炭的濃度(du)隔(ge)離效果。

　　本研究開發了一(yi)種測量沉積物(wu)(wu)中(zhong)不(bu)含多溴(xiu)(xiu)二苯(ben)醚的(de)(de)方(fang)法C，該方(fang)法進一(yi)步(bu)用(yong)(yong)于比較不(bu)同(tong)的(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)材料C free密封多溴(xiu)(xiu)聯苯(ben)醚的(de)(de)效率(lv)。研究結果表(biao)明(ming)，雖然不(bu)含多溴(xiu)(xiu)二苯(ben)醚的(de)(de)C通過活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)修(xiu)正(zheng)(zheng)減(jian)少，但不(bu)同(tong)類(lei)型(xing)的(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)之間存(cun)在很(hen)大差(cha)異(yi)，活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)比生(sheng)物(wu)(wu)炭(tan)(tan)或木炭(tan)(tan)更有(you)效。此外，由于微孔分布不(bu)同(tong)，活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)優先隔離低溴(xiu)(xiu)化(hua)(hua)溴(xiu)(xiu)化(hua)(hua)BDE，生(sheng)物(wu)(wu)炭(tan)(tan)或木炭(tan)(tan)表(biao)現出(chu)高溴(xiu)(xiu)化(hua)(hua)溴(xiu)(xiu)化(hua)(hua)二苯(ben)醚的(de)(de)選擇性(xing)(xing)吸附。減(jian)少C.同(tong)一(yi)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)修(xiu)正(zheng)(zheng)案的(de)(de)沉積物(wu)(wu)之間的(de)(de)免費(fei)差(cha)異(yi)很(hen)大，而且更高OC含量似乎(hu)抑(yi)制(zhi)了炭(tan)(tan)黑的(de)(de)作用(yong)(yong)。另一(yi)方(fang)面，由于天然有(you)機物(wu)(wu)或膠體(ti)可(ke)能競爭(zheng)吸附位點或阻塞微孔，活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)隔離能力(li)可(ke)能會因老(lao)化(hua)(hua)效應而發生(sheng)變化(hua)(hua)。因此，在應用(yong)(yong)于污染沉積物(wu)(wu)原位修(xiu)復之前，需要進一(yi)步(bu)了解(jie)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)多溴(xiu)(xiu)二苯(ben)醚等老(lao)化(hua)(hua)情況HOCs對活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)類(lei)型(xing)的(de)(de)隔離和依(yi)賴。