重(zhong)金屬中(zhong)活(huo)性(xing)炭的電吸附

　　活(huo)性(xing)(xing)炭在(zai)重金(jin)(jin)屬中(zhong)的(de)(de)(de)電(dian)吸(xi)(xi)附(fu)在(zai)之前的(de)(de)(de)介紹中(zhong)有很多關于使用活(huo)性(xing)(xing)炭吸(xi)(xi)附(fu)劑(ji)(ji)去(qu)除金(jin)(jin)屬和金(jin)(jin)屬化合物的(de)(de)(de)數據(ju)，但(dan)通常不低微(wei)克·L -1的(de)(de)(de)水(shui)平。然而(er)，在(zai)某些情況(kuang)下(xia)，通過施加電(dian)位(wei)控制的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)/解(jie)吸(xi)(xi)或ES / ED(即(ji)電(dian)場內固體吸(xi)(xi)附(fu)劑(ji)(ji)上(shang)的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)/解(jie)吸(xi)(xi)附(fu))為了提高(gao)活(huo)性(xing)(xing)炭的(de)(de)(de)容(rong)量，可以顯(xian)著提高(gao)活(huo)性(xing)(xing)炭吸(xi)(xi)附(fu)劑(ji)(ji)的(de)(de)(de)有效性(xing)(xing)，促進其后(hou)續再生。

　　負(fu)和中性(xing)(xing)物質的吸附(fu)平(ping)衡取決于(yu)電(dian)極(ji)(ji)電(dian)荷(he)(he)(he)。表(biao)(biao)面負(fu)載的偏振依賴(lai)性(xing)(xing)與(yu)零(ling)電(dian)荷(he)(he)(he)的電(dian)勢有關，即25E PZC，吸附(fu)溶液中的特(te)定濃度。中性(xing)(xing)物質在E PZC隨著表(biao)(biao)面變得(de)陰極(ji)(ji)或(huo)陽(yang)極(ji)(ji)，正負(fu)電(dian)物質的負(fu)荷(he)(he)(he)分(fen)別增加(jia)。非極(ji)(ji)化電(dian)極(ji)(ji)很容(rong)易理(li)解這些相互作用(yong)。然而(er)，由于(yu)其表(biao)(biao)面官能(neng)團、異構(gou)大力(li)表(biao)(biao)面和粒子之間的復雜(za)電(dian)位(wei)分(fen)布，它們并不直(zhi)接(jie)適用(yong)于(yu)活(huo)性(xing)(xing)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)電(dian)化學再(zai)生(sheng)，發現再(zai)生(sheng)效率高達85%。還觀察(cha)到，陰極比陽極再(zai)生(sheng)約20%的(de)苯(ben)酚好。假NaCl電(dian)解質(zhi))到CO 電(dian)化學氧化與水。由于鈉陽離(li)子遷移到陰極，有兩種(zhong)方法可以幫助苯(ben)酚解吸：苯(ben)酚鈉的(de)形(xing)成，它不(bu)能很好地吸附在碳表面； 并(bing)在陰極附近增加局部pH這也降(jiang)低了(le)(le)活性炭吸附劑對苯(ben)酚的(de)吸附能力(li)。由于濃(nong)度極化效應(ying)的(de)降(jiang)低和外(wai)部傳質(zhi)的(de)改善，發現溶(rong)液的(de)混合也改善了(le)(le)電(dian)極吸收。

　　現在我(wo)們開始研究活(huo)性炭(tan)的電吸(xi)(xi)附(fu)選擇。本研究的吸(xi)(xi)附(fu)劑(ji)是(shi)蒸汽活(huo)化褐煤生產的酸洗顆粒活(huo)性炭(tan)。比表面(mian)積、總細孔(kong)體積、平均粒徑(jing)和pH PZC這種吸(xi)(xi)附(fu)劑(ji)是(shi)650米(mi)(mi)2 ·克-1，0.95毫(hao)(hao)升·克-1，分別為1.3毫(hao)(hao)米(mi)(mi)，6.3毫(hao)(hao)米(mi)(mi)。20多年(nian)來，金豐活(huo)性炭(tan)一(yi)直被用(yong)作水溶(rong)液(ye)系統中重金屬等物(wu)質的吸(xi)(xi)附(fu)劑(ji)。

　　研究步驟(zou):500毫升5000ml分(fen)批實驗(yan) mg·L -1 NaCl支持電解質。用(yong)(yong)原子(zi)吸收(shou)標(biao)準(zhun)制(zhi)(zhi)備(bei)(bei)所需濃度(du)的砷和(he)鉻電解質。使用(yong)(yong)As 2 O 3和(he)(NH 4)2 Cr 2 O 制(zhi)(zhi)備(bei)(bei)砷和(he)鉻標(biao)準(zhun)物， 分(fen)別。使用(yong)(yong)氯化鎳(nie)(II)和(he)硝酸(suan)鐵(III)制(zhi)(zhi)備(bei)(bei)含(han)有Ni(II)和(he)Fe(III)工作電解質。用(yong)(yong)于制(zhi)(zhi)備(bei)(bei)標(biao)準(zhun)產品(pin)。所有實驗(yan)設(she)備(bei)(bei)均采用(yong)(yong)A級容量玻璃(li)器皿制(zhi)(zhi)備(bei)(bei)，定量清洗(xi)采用(yong)(yong)標(biao)準(zhun)實驗(yan)室程序。用(yong)(yong)移(yi)液(ye)管分(fen)配原子(zi)吸收(shou)標(biao)準(zhun)液(ye)，制(zhi)(zhi)備(bei)(bei)工作電解液(ye)時(shi)。

　　圖顯示了分批電池用于實驗的(de)示意(yi)圖。它由兩個(ge)相(xiang)同的(de)鉑網集(ji)電器(基于99.9%的(de)金屬(shu)，100×100目，0.0762mm直(zhi)徑(jing)(jing)(jing)導線)和Pt導線(基于99.95%的(de)金屬(shu)，0.025mm直(zhi)徑(jing)(jing)(jing))編織到網電連接； 三個(ge)PVC墊(dian)圈(9/16.25”外徑(jing)(jing)(jing)，0.0625厚度)；兩個(ge)聚丙烯網狀板(121×121目，1.25”外徑(jing)(jing)(jing)); 兩個(ge)橡膠墊(dian)圈(9/16內(nei)徑(jing)(jing)(jing)，1.25”外徑(jing)(jing)(jing)，0.0625“厚度)，活性(xing)炭吸(xi)附劑(ji)顆粒(li)作為單(dan)層填充到*下(xia)面的(de)鉑網上(shang)，在*下(xia)面的(de)墊(dian)圈的(de)中心腔內(nei)。用四個(ge)細胞PTFE機器螺釘(ding)

　　500ml將電(dian)解質裝入(ru)批量電(dian)池中。電(dian)化學(xue)電(dian)位(wei)由直流電(dian)源供電(dian)。允許正常吸(xi)附、電(dian)吸(xi)附和電(dian)極吸(xi)附。同時，用100-1000移液管取1000ml樣品。所有樣品根據USEPA方法200.保存51，稀(xi)釋1毫升.5莫(mo)爾-1 HNO。

　　通過(guo)石墨(mo)爐(lu)原(yuan)子(zi)吸收光譜法(GFAAS)和Perkin Elmer 4100 ZL金(jin)屬分(fen)析(xi)(xi)塞曼原(yuan)子(zi)吸收光譜儀。GFAA通過(guo)定期分(fen)析(xi)(xi)標準，參考物質1640的準確(que)性(NIST)監測該(gai)標準的參考材料(liao)含砷(shen)為26.71±0.42μg·L -1。在對一(yi)系列(lie)實驗樣(yang)品的典(dian)型(xing)分(fen)析(xi)(xi)中，每(mei)5個樣(yang)品進行分(fen)析(xi)(xi)NIST標準。作為典(dian)型(xing)精(jing)度的例子(zi)，一(yi)次分(fen)析(xi)(xi)結(jie)果(guo)NIST 1640砷(shen)濃(nong)度為25.9μg·L -1.基(ji)于14次重復分(fen)析(xi)(xi)，標準偏差(cha)為1.7%; 這些結(jie)果(guo)是本(ben)文所有分(fen)析(xi)(xi)的典(dian)型(xing)結(jie)果(guo)。

　　為了更好地研究活性(xing)炭(tan)表(biao)面的(de)電(dian)(dian)吸(xi)附(fu)/電(dian)(dian)極(ji)吸(xi)附(fu)，活性(xing)炭(tan)是一種相對無(wu)效的(de)正常無(wu)輔助(zhu)吸(xi)附(fu)劑，含水(shui)量為0.15-0.30 g·L -用于含有的(de)無(wu)機砷Ca的(de)電(dian)(dian)解質(zhi)。100μg·L -1砷(pH 4.5)。陽極(ji)電(dian)(dian)化學電(dian)(dian)位在活性(xing)炭(tan)上的(de)應用導致電(dian)(dian)吸(xi)附(fu)增強的(de)吸(xi)收，伴隨著電(dian)(dian)極(ji)表(biao)面陰離子(zi)豐富的(de)電(dian)(dian)化學雙層帶(dai)電(dian)(dian)。還證實(shi)了在施1.50V陰極(ji)電(dian)(dian)勢可接近100%再生(sheng)吸(xi)附(fu)劑。

　　其(qi)它金屬離子的(de)(de)(de)(de)(de)(de)存在已(yi)被證明(ming)對活性炭上(shang)砷的(de)(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)極吸(xi)附(fu)有(you)顯著而復(fu)雜的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響(xiang)，這是正常的(de)(de)(de)(de)(de)(de)、無輔(fu)助的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。鉻(ge)系(xi)統(tong)(tong)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)吸(xi)收機制(zhi)已(yi)被證明(ming)是鉻(ge)濃度，仍然是調查的(de)(de)(de)(de)(de)(de)主題。鉻(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)存在導致(zhi)比(bi)含鎳系(xi)統(tong)(tong)更大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)吸(xi)收  1.25V電(dian)吸(xi)附(fu)電(dian)位(wei)。然而，將陽極電(dian)位(wei)增加到  1.50V導致(zhi)As-Ni比(bi)As-Cr更大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)砷吸(xi)收系(xi)統(tong)(tong)。

　　已經表(biao)明Fe(III)其存在顯著增(zeng)強了活性炭上砷(shen)(shen)的(de)(de)電吸附(fu)。在研(yan)究中(zhong)As-Cr，As-Fe，As-Ni體(ti)系(xi)中(zhong)，As-Fe該系(xi)統表(biao)現出*大(da)的(de)(de)吸收砷(shen)(shen)，并在1.75V陰極電勢(shi)以*高效率再生。在鐵下電吸附(fu)中(zhong)觀察到(dao)的(de)(de)行為可能是(shi)正確的(de)(de)ZVI修復(fu)技術(shu)的(de)(de)機理/應(ying)用(yong)影(ying)響很大(da)。