重金屬中活性(xing)炭的電吸附

　　活性(xing)炭(tan)(tan)在(zai)重(zhong)金(jin)(jin)屬(shu)中(zhong)(zhong)的電(dian)(dian)(dian)吸附(fu)在(zai)之前的介紹(shao)中(zhong)(zhong)有(you)很多關于使用活性(xing)炭(tan)(tan)吸附(fu)劑(ji)去除金(jin)(jin)屬(shu)和金(jin)(jin)屬(shu)化合(he)物(wu)的數據，但(dan)通(tong)常(chang)不低微(wei)克·L -1的水平。然而(er)，在(zai)某(mou)些情況下，通(tong)過施加電(dian)(dian)(dian)位控(kong)制的吸附(fu)/解吸或ES / ED(即(ji)電(dian)(dian)(dian)場(chang)內固體吸附(fu)劑(ji)上(shang)的吸附(fu)/解吸附(fu))為了(le)提(ti)高活性(xing)炭(tan)(tan)的容量，可(ke)以顯著提(ti)高活性(xing)炭(tan)(tan)吸附(fu)劑(ji)的有(you)效性(xing)，促進其后續再生。

　　負和(he)中(zhong)性物質的(de)吸附平衡取決于(yu)(yu)電極(ji)(ji)電荷。表(biao)面負載(zai)的(de)偏振依賴性與(yu)零電荷的(de)電勢有關，即25E PZC，吸附溶液中(zhong)的(de)特(te)定(ding)濃度。中(zhong)性物質在(zai)E PZC隨著表(biao)面變(bian)得陰極(ji)(ji)或陽極(ji)(ji)，正負電物質的(de)負荷分(fen)別增加。非極(ji)(ji)化電極(ji)(ji)很容易理(li)解這些相互作用。然而，由于(yu)(yu)其(qi)表(biao)面官(guan)能團、異構大力(li)表(biao)面和(he)粒子之間(jian)的(de)復雜(za)電位分(fen)布(bu)，它(ta)們并不直接(jie)適(shi)用于(yu)(yu)活性炭(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電(dian)化(hua)學再生(sheng)，發(fa)現再生(sheng)效率高達(da)85%。還觀察到，陰(yin)極(ji)(ji)比(bi)陽極(ji)(ji)再生(sheng)約(yue)20%的苯(ben)酚(fen)好。假(jia)NaCl電(dian)解質)到CO 電(dian)化(hua)學氧化(hua)與水。由于鈉(na)陽離子遷移到陰(yin)極(ji)(ji)，有兩種方法可以幫助(zhu)苯(ben)酚(fen)解吸(xi)：苯(ben)酚(fen)鈉(na)的形成(cheng)，它不能很好地吸(xi)附(fu)在碳表面； 并在陰(yin)極(ji)(ji)附(fu)近增加局部pH這也降低(di)了活性炭(tan)吸(xi)附(fu)劑對苯(ben)酚(fen)的吸(xi)附(fu)能力。由于濃(nong)度極(ji)(ji)化(hua)效應的降低(di)和外部傳(chuan)質的改(gai)善，發(fa)現溶液的混合也改(gai)善了電(dian)極(ji)(ji)吸(xi)收(shou)。

　　現在我們開始研究(jiu)活(huo)(huo)性(xing)炭的電吸(xi)附選擇(ze)。本研究(jiu)的吸(xi)附劑(ji)是(shi)蒸汽(qi)活(huo)(huo)化褐煤生(sheng)產(chan)的酸洗顆粒(li)活(huo)(huo)性(xing)炭。比表面積(ji)、總細孔體(ti)積(ji)、平均粒(li)徑和pH PZC這種吸(xi)附劑(ji)是(shi)650米(mi)2 ·克(ke)-1，0.95毫(hao)升(sheng)·克(ke)-1，分別為(wei)1.3毫(hao)米(mi)，6.3毫(hao)米(mi)。20多年來(lai)，金豐活(huo)(huo)性(xing)炭一(yi)直被(bei)用(yong)作水溶液(ye)系統中重金屬等(deng)物質的吸(xi)附劑(ji)。

　　研究步(bu)驟:500毫升5000ml分(fen)批實驗(yan) mg·L -1 NaCl支持電解(jie)質。用(yong)(yong)原(yuan)子吸收(shou)標(biao)準(zhun)制(zhi)(zhi)(zhi)備(bei)(bei)所(suo)需(xu)濃度(du)的砷和鉻(ge)電解(jie)質。使用(yong)(yong)As 2 O 3和(NH 4)2 Cr 2 O 制(zhi)(zhi)(zhi)備(bei)(bei)砷和鉻(ge)標(biao)準(zhun)物， 分(fen)別。使用(yong)(yong)氯化鎳(nie)(II)和硝酸鐵(III)制(zhi)(zhi)(zhi)備(bei)(bei)含有Ni(II)和Fe(III)工作電解(jie)質。用(yong)(yong)于制(zhi)(zhi)(zhi)備(bei)(bei)標(biao)準(zhun)產品。所(suo)有實驗(yan)設備(bei)(bei)均采用(yong)(yong)A級(ji)容量(liang)玻璃器(qi)皿(min)制(zhi)(zhi)(zhi)備(bei)(bei)，定量(liang)清洗采用(yong)(yong)標(biao)準(zhun)實驗(yan)室(shi)程序。用(yong)(yong)移液(ye)管分(fen)配原(yuan)子吸收(shou)標(biao)準(zhun)液(ye)，制(zhi)(zhi)(zhi)備(bei)(bei)工作電解(jie)液(ye)時。

　　圖顯示了(le)分批電池用(yong)于(yu)實驗(yan)的(de)示意圖。它由兩個(ge)相同的(de)鉑網(wang)集電器(基(ji)于(yu)99.9%的(de)金屬，100×100目，0.0762mm直徑導(dao)線)和Pt導(dao)線(基(ji)于(yu)99.95%的(de)金屬，0.025mm直徑)編織到網(wang)電連接(jie)； 三個(ge)PVC墊圈(9/16.25”外(wai)徑，0.0625厚度(du))；兩個(ge)聚(ju)丙(bing)烯網(wang)狀板(121×121目，1.25”外(wai)徑); 兩個(ge)橡膠墊圈(9/16內徑，1.25”外(wai)徑，0.0625“厚度(du))，活性炭吸附劑(ji)顆粒作(zuo)為單層填(tian)充到*下(xia)面的(de)鉑網(wang)上，在(zai)*下(xia)面的(de)墊圈的(de)中心(xin)腔內。用(yong)四個(ge)細胞(bao)PTFE機器螺(luo)釘

　　500ml將電(dian)(dian)解質裝入批量(liang)電(dian)(dian)池(chi)中。電(dian)(dian)化學電(dian)(dian)位由直流電(dian)(dian)源供電(dian)(dian)。允許正常(chang)吸(xi)(xi)附(fu)、電(dian)(dian)吸(xi)(xi)附(fu)和電(dian)(dian)極吸(xi)(xi)附(fu)。同時(shi)，用(yong)100-1000移液管取1000ml樣品(pin)。所有樣品(pin)根據USEPA方法(fa)200.保(bao)存51，稀釋1毫升(sheng).5莫爾-1 HNO。

　　通過石墨爐原子(zi)吸收光譜法(GFAAS)和Perkin Elmer 4100 ZL金屬分(fen)(fen)析(xi)塞曼(man)原子(zi)吸收光譜儀(yi)。GFAA通過定期分(fen)(fen)析(xi)標(biao)準(zhun)(zhun)(zhun)，參(can)考(kao)物質1640的(de)準(zhun)(zhun)(zhun)確性(NIST)監測該標(biao)準(zhun)(zhun)(zhun)的(de)參(can)考(kao)材料含砷為(wei)26.71±0.42μg·L -1。在對一系列(lie)實驗樣(yang)品(pin)的(de)典型(xing)(xing)分(fen)(fen)析(xi)中，每5個樣(yang)品(pin)進(jin)行分(fen)(fen)析(xi)NIST標(biao)準(zhun)(zhun)(zhun)。作為(wei)典型(xing)(xing)精度的(de)例子(zi)，一次(ci)分(fen)(fen)析(xi)結果NIST 1640砷濃(nong)度為(wei)25.9μg·L -1.基于14次(ci)重復分(fen)(fen)析(xi)，標(biao)準(zhun)(zhun)(zhun)偏差為(wei)1.7%; 這些(xie)結果是本(ben)文所有分(fen)(fen)析(xi)的(de)典型(xing)(xing)結果。

　　為了更(geng)好地研(yan)究活性炭(tan)表面(mian)的(de)(de)電(dian)(dian)吸(xi)附(fu)(fu)/電(dian)(dian)極吸(xi)附(fu)(fu)，活性炭(tan)是一種相對無效的(de)(de)正常無輔助吸(xi)附(fu)(fu)劑，含水量為0.15-0.30 g·L -用(yong)于含有的(de)(de)無機砷Ca的(de)(de)電(dian)(dian)解質。100μg·L -1砷(pH 4.5)。陽極電(dian)(dian)化(hua)學電(dian)(dian)位在(zai)活性炭(tan)上的(de)(de)應用(yong)導致(zhi)電(dian)(dian)吸(xi)附(fu)(fu)增(zeng)強的(de)(de)吸(xi)收，伴(ban)隨著電(dian)(dian)極表面(mian)陰離子豐富的(de)(de)電(dian)(dian)化(hua)學雙層帶電(dian)(dian)。還證實(shi)了在(zai)施1.50V陰極電(dian)(dian)勢可接近(jin)100%再(zai)生吸(xi)附(fu)(fu)劑。

　　其它金屬離子的存(cun)在已(yi)被(bei)證(zheng)明(ming)對活性(xing)炭(tan)上砷的電(dian)(dian)極吸(xi)(xi)(xi)附有顯著而復(fu)雜的影(ying)響，這是(shi)正常的、無輔助的。鉻系統中的吸(xi)(xi)(xi)收機(ji)制已(yi)被(bei)證(zheng)明(ming)是(shi)鉻濃度(du)，仍然(ran)是(shi)調查(cha)的主題(ti)。鉻的存(cun)在導致比(bi)含(han)鎳系統更(geng)大的吸(xi)(xi)(xi)收  1.25V電(dian)(dian)吸(xi)(xi)(xi)附電(dian)(dian)位。然(ran)而，將陽極電(dian)(dian)位增加(jia)到  1.50V導致As-Ni比(bi)As-Cr更(geng)大的砷吸(xi)(xi)(xi)收系統。

　　已經表明Fe(III)其存在(zai)(zai)顯著增強(qiang)了(le)活性炭上(shang)砷(shen)的(de)電(dian)吸附(fu)。在(zai)(zai)研究(jiu)中As-Cr，As-Fe，As-Ni體系中，As-Fe該系統表現出*大的(de)吸收砷(shen)，并在(zai)(zai)1.75V陰極(ji)電(dian)勢(shi)以*高(gao)效率再生。在(zai)(zai)鐵下電(dian)吸附(fu)中觀察到的(de)行為可(ke)能是正確的(de)ZVI修復技術的(de)機理(li)/應用影響很大。