活性炭吸附回收氯化鈀離子

　　本期介紹了(le)活(huo)性(xing)炭(tan)上氯化(hua)鈀(ba)(ba)復合離(li)子的(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)過程。隨著溫(wen)度的(de)(de)升高，發現活(huo)性(xing)炭(tan)可(ke)以增強吸(xi)(xi)附(fu)效果。結(jie)果表明，鈀(ba)(ba)復合物可(ke)以與存在于活(huo)性(xing)炭(tan)表面的(de)(de)官能團發生反應。推平衡常數、熱(re)量和吸(xi)(xi)附(fu)熵等熱(re)力學(xue)參數。活(huo)性(xing)炭(tan)吸(xi)(xi)附(fu)氯化(hua)鈀(ba)(ba)(II)二氯氧化(hua)鈀(ba)(ba)或二氯化(hua)鈀(ba)(ba)在活(huo)性(xing)炭(tan)表面形成。

　　經(jing)過(guo)大量的(de)實例測試(shi)，活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)可以(yi)(yi)從(cong)水(shui)溶(rong)(rong)液中(zhong)吸收(shou)(shou)重(zhong)金(jin)屬(shu)。例如(ru)，從(cong)廢(fei)水(shui)中(zhong)吸附活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)去除(chu)鎘(II)，汞(II)，和(he)(he)鉛(II)可以(yi)(yi)給(gei)離(li)子。然(ran)而，即使溶(rong)(rong)液中(zhong)的(de)濃度很低(di)，鉑、鈀、金(jin)等貴(gui)金(jin)屬(shu)也(ye)可以(yi)(yi)這(zhe)樣提取(qu)。因(yin)此，這(zhe)些(xie)金(jin)屬(shu)可以(yi)(yi)從(cong)通(tong)常在再循(xun)環過(guo)程中(zhong)產(chan)生的(de)稀釋(shi)水(shui)溶(rong)(rong)液中(zhong)回(hui)收(shou)(shou)。活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)吸附過(guo)程的(de)機理取(qu)決于溶(rong)(rong)液等初始條件(jian)pH，金(jin)屬(shu)離(li)子的(de)溫度和(he)(he)吸附形(xing)式。例如(ru)，在氰(qing)化物溶(rong)(rong)液中(zhong)，鈀有2 它非(fei)常穩(wen)定，很容易(yi)被活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)吸附。很明顯(xian)，與氰(qing)化物配合物相比，Pd(II)氯化物配合物的(de)穩(wen)定性(xing)(xing)較差。幾(ji)份報告顯(xian)示，鈀在活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)吸附過(guo)程中(zhong)(II)還原成金(jin)屬(shu)形(xing)式。因(yin)此，我們研究了恢復反應(ying)的(de)可能條件(jian)。本(ben)工(gong)作(zuo)的(de)目(mu)的(de)是研究和(he)(he)描述使用(yong)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)吸附作(zuo)為吸附劑(ji)Pd(II)離(li)子回(hui)收(shou)(shou)條件(jian)，找(zhao)出這(zhe)種(zhong)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)是否也(ye)是Pd(II)復合還原劑(ji)。

　　還應該提到的是，活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭比離子交(jiao)換劑便(bian)宜得多，因為(wei)(wei)這個事(shi)實(shi)，它可(ke)能(neng)(neng)對回(hui)收過程(cheng)更(geng)有吸引力。溫度(du)和鈀(ba)(II)初始(shi)濃度(du)的影響。為(wei)(wei)此(ci)，利用我們新(xin)開發的活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭，這種活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭可(ke)以形式，使(shi)其更(geng)容易(yi)從溶液(ye)中(zhong)分離出來(lai)。這種活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭通常由椰子殼制(zhi)成。此(ci)外(wai)，顆粒(li)具(ju)有較高的機械強(qiang)度(du)和較大的表面積。*后，由于制(zhi)造過程(cheng)中(zhong)的化學處理（蒸汽(qi)和正(zheng)磷酸(suan)活(huo)(huo)化），該活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭具(ju)有明顯的官能(neng)(neng)團表面濃度(du)（約18m mol·g-一(yi)、能(neng)(neng)起(qi)到還原劑或離子的作用。

　　氯(lv)化鈀復合離子初始濃度對活性炭吸附的影(ying)響。試驗條件：pH1，Cl-=0.1mol·kg-1。

　　鈀初始濃度對活性炭吸附的影響

　　活性炭的吸(xi)(xi)附能力與其表面及其孔隙率有關(guan)。其次，研究了氯(lv)(lv)化鈀(ba)(ba)離子(zi)初(chu)始濃度(du)(du)對活性炭添加后溶(rong)(rong)(rong)液中(zhong)平衡濃度(du)(du)的影響。根(gen)據Lambert-Beer在這些(xie)波長下(xia)，溶(rong)(rong)(rong)液吸(xi)(xi)光度(du)(du)的降(jiang)低和溶(rong)(rong)(rong)液中(zhong)的定律Pd(II)濃度(du)(du)降(jiang)低成正比(bi)。假(jia)設(she)這種(zhong)減(jian)少(shao)對應于活性炭表面吸(xi)(xi)附的鈀(ba)(ba)的量。根(gen)據計算(suan)的Pd(II)濃度(du)(du)隨(sui)時間變(bian)化，導致沉積過(guo)程中(zhong)的動力曲(qu)(qu)線。注冊動力學曲(qu)(qu)線，[PdCl 4 圖1顯示兩對時間。溶(rong)(rong)(rong)液中(zhong)可以觀察到PdCl 4 2-濃度(du)(du)接近恒定值，不等于零。在這種(zhong)情況下(xia)，這種(zhong)觀察是(shi)*重要(yao)的，因為它表明間的氯(lv)(lv)化鈀(ba)(ba)(II)絡合物的平衡分布。該平衡存在于系統(tong)中(zhong)，可以提供吸(xi)(xi)附過(guo)程中(zhong)的熱(re)力學信息。

　　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(she)光電(dian)子能譜(pu)分析研(yan)究

　　材料在吸附過(guo)程前后(hou)的(de)完整性(xing)XPS光譜如圖(tu)2所示。考慮到(dao)觀察到(dao)的(de)溶液Pd(II)估(gu)計(ji)鈀負荷(he)等于0.7%(m/m)。從鈀峰(feng)可以(yi)看出。對(dui)這一峰(feng)值進行更深(shen)入(ru)的(de)分析，可以(yi)為我們提供鈀電子結構的(de)信息。

　　(A)活性炭(tan)的SEM分析，(B)選擇區域放(fang)大率(lv)，(C和D)吸附(fu)氯化鈀(ba)(II)復(fu)合離子后EDS截面分析。

　　用掃描顯微鏡分(fen)析(xi)樣(yang)品。吸附試驗(yan)后的(de)活性炭樣(yang)品為60℃干燥(zao)。然后將顆(ke)粒分(fen)成兩部分(fen)，用砂(sha)紙(造粒1000)拋(pao)光獲得(de)的(de)表面，直到表面平(ping)整。EDS分(fen)析(xi)。加速電壓等于20kV。獲得(de)的(de)結果如圖(tu)3所示。

　　活性炭(tan)解吸過程的效率。

　　鈀在活性(xing)炭表面剝離

　　當活(huo)性(xing)炭表(biao)面(mian)有(you)二(er)氯(lv)化(hua)鈀(ba)(ba)時，應(ying)按方(fang)(fang)程解(jie)吸(xi)。因此(ci)，解(jie)吸(xi)試驗在(zai)(zai)室溫(20℃)使(shi)用100cm3鹽酸(suan)(濃(nong)度(du)為1mol·kg-1)或100cm3的(de)(de)(de)(de)高氯(lv)酸(suan)鹽(濃(nong)度(du)1mol.kg-1)。必須提到(dao)(dao)(dao)的(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)，吸(xi)附實(shi)驗正(zheng)在(zai)(zai)進行(xing)中pH等(deng)于(yu)(yu)1下，汽提過(guo)(guo)程在(zai)(zai)pH等(deng)于(yu)(yu)0下。由(you)鈀(ba)(ba)(II)負荷活(huo)性(xing)炭樣(yang)品取自以(yi)往的(de)(de)(de)(de)吸(xi)附試驗。預(yu)加載的(de)(de)(de)(de)活(huo)性(xing)炭通過(guo)(guo)過(guo)(guo)濾與溶液分離，然后在(zai)(zai)60℃下干燥(zao)(zao)。然后將干燥(zao)(zao)的(de)(de)(de)(de)預(yu)加載活(huo)性(xing)炭與鹽酸(suan)溶液混合(he)。大約(yue)10個(ge)月(yue)的(de)(de)(de)(de)解(jie)吸(xi)試驗。前兩天(tian)(tian)，我在(zai)(zai)溶液中觀(guan)察到(dao)(dao)(dao)鈀(ba)(ba)(II)濃(nong)度(du)的(de)(de)(de)(de)快(kuai)速增加*終在(zai)(zai)12天(tian)(tian)后獲得(de)恒定值(zhi)。這些結(jie)果(guo)如(ru)圖(tu)4所(suo)示(shi)作為黑色方(fang)(fang)塊。樣(yang)品在(zai)(zai)接下來的(de)(de)(de)(de)10個(ge)月(yue)里(li)留在(zai)(zai)溶液中，以(yi)確保這確實(shi)是(shi)(shi)*終的(de)(de)(de)(de)平(ping)(ping)衡(heng)(heng)。此(ci)時后獲得(de)的(de)(de)(de)(de)值(zhi)顯示(shi)為紅點。過(guo)(guo)量(liang)的(de)(de)(de)(de)鹽酸(suan)是(shi)(shi)顯而易(yi)見(jian)的(de)(de)(de)(de)，它應(ying)該足以(yi)溶解(jie)二(er)氯(lv)化(hua)鈀(ba)(ba)。結(jie)果(guo)表(biao)明(ming)，平(ping)(ping)衡(heng)(heng)狀(zhuang)態不受時間(jian)的(de)(de)(de)(de)影響，表(biao)明(ming)觀(guan)察到(dao)(dao)(dao)的(de)(de)(de)(de)狀(zhuang)態是(shi)(shi)*終狀(zhuang)態。實(shi)驗期間(jian)似乎只有(you)約(yue)50-65%的(de)(de)(de)(de)鈀(ba)(ba)(II)活(huo)性(xing)炭表(biao)面(mian)可(ke)以(yi)洗(xi)(xi)脫(tuo)物(wu)質(zhi)。如(ru)上(shang)所(suo)述，施用過(guo)(guo)量(liang)鹽酸(suan)。因此(ci)，一(yi)方(fang)(fang)面(mian)，不完(wan)全洗(xi)(xi)脫(tuo)是(shi)(shi)可(ke)以(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(yi)種鈀(ba)(ba)(II)化(hua)合(he)物(wu)。另一(yi)方(fang)(fang)面(mian)，它可(ke)能只與不同于(yu)(yu)初(chu)始狀(zhuang)態的(de)(de)(de)(de)新平(ping)(ping)衡(heng)(heng)狀(zhuang)態有(you)關。用于(yu)(yu)**次(ci)解(jie)吸(xi)試驗的(de)(de)(de)(de)活(huo)性(xing)炭進行(xing)簡(jian)單的(de)(de)(de)(de)第二(er)次(ci)解(jie)吸(xi)試驗。實(shi)驗條件和程序(xu)與**次(ci)解(jie)吸(xi)試驗相同。觀(guan)察到(dao)(dao)(dao)鈀(ba)(ba)(II)洗(xi)(xi)脫(tuo)又發生了。*初(chu)的(de)(de)(de)(de)24小(xiao)時后，剩余鈀(ba)(ba)高達17%(II)2個(ge)月(yue)后，總解(jie)吸(xi)效率達到(dao)(dao)(dao)98.4%的(de)(de)(de)(de)水平(ping)(ping)。

　　結果(guo)表明，氯(lv)化(hua)鈀(ba)被活(huo)性(xing)炭化(hua)學吸附(II)二氯(lv)化(hua)二鈀(ba)或二氯(lv)化(hua)鈀(ba)在(zai)(zai)(zai)活(huo)性(xing)炭表面形成(cheng)，活(huo)性(xing)炭表面無(wu)金屬鈀(ba)。活(huo)性(xing)炭的(de)容量取決(jue)于取決(jue)于實驗條件(jian)℃溫度(du)可達42mg·g-1的(de)水平。在(zai)(zai)(zai)60℃在(zai)(zai)(zai)溫度(du)下，負載隨(sui)溫度(du)升高至67mg·g-而略有(you)增加(jia)。鈀(ba)的(de)吸附過程應(ying)在(zai)(zai)(zai)盡可能低(di)的(de)溫度(du)下進(jin)行。