活性炭吸附回收氯化鈀離子

　　本期介(jie)紹了活(huo)性(xing)炭上(shang)氯(lv)化(hua)(hua)鈀復合離子的(de)吸附過程。隨(sui)著溫度的(de)升(sheng)高，發現(xian)活(huo)性(xing)炭可(ke)以增強(qiang)吸附效(xiao)果。結(jie)果表(biao)明，鈀復合物可(ke)以與存在(zai)于活(huo)性(xing)炭表(biao)面的(de)官能團發生反應。推(tui)平衡常數(shu)、熱量和吸附熵等熱力學參數(shu)。活(huo)性(xing)炭吸附氯(lv)化(hua)(hua)鈀(II)二(er)氯(lv)氧化(hua)(hua)鈀或二(er)氯(lv)化(hua)(hua)鈀在(zai)活(huo)性(xing)炭表(biao)面形成。

　　經過(guo)大(da)量的(de)(de)實例(li)(li)測試，活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)可以(yi)從水溶(rong)液(ye)中(zhong)(zhong)吸(xi)收重(zhong)金(jin)(jin)(jin)屬。例(li)(li)如，從廢水中(zhong)(zhong)吸(xi)附(fu)(fu)活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)去除鎘(II)，汞(II)，和(he)(he)鉛(II)可以(yi)給離子(zi)。然而(er)，即使溶(rong)液(ye)中(zhong)(zhong)的(de)(de)濃(nong)度(du)很(hen)低，鉑、鈀、金(jin)(jin)(jin)等(deng)貴金(jin)(jin)(jin)屬也可以(yi)這(zhe)(zhe)樣(yang)提取。因此，這(zhe)(zhe)些金(jin)(jin)(jin)屬可以(yi)從通常在(zai)再(zai)循環(huan)過(guo)程中(zhong)(zhong)產生的(de)(de)稀釋水溶(rong)液(ye)中(zhong)(zhong)回(hui)收。活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)吸(xi)附(fu)(fu)過(guo)程的(de)(de)機理取決于溶(rong)液(ye)等(deng)初始條件(jian)(jian)pH，金(jin)(jin)(jin)屬離子(zi)的(de)(de)溫(wen)度(du)和(he)(he)吸(xi)附(fu)(fu)形(xing)式。例(li)(li)如，在(zai)氰化物(wu)溶(rong)液(ye)中(zhong)(zhong)，鈀有2 它非常穩定，很(hen)容易被活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)吸(xi)附(fu)(fu)。很(hen)明顯，與氰化物(wu)配合物(wu)相比，Pd(II)氯化物(wu)配合物(wu)的(de)(de)穩定性(xing)(xing)(xing)較差。幾份報告顯示(shi)，鈀在(zai)活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)吸(xi)附(fu)(fu)過(guo)程中(zhong)(zhong)(II)還原成金(jin)(jin)(jin)屬形(xing)式。因此，我們研究了恢復反應的(de)(de)可能條件(jian)(jian)。本工作的(de)(de)目的(de)(de)是研究和(he)(he)描述使用(yong)活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)吸(xi)附(fu)(fu)作為吸(xi)附(fu)(fu)劑(ji)Pd(II)離子(zi)回(hui)收條件(jian)(jian)，找(zhao)出(chu)這(zhe)(zhe)種活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)是否(fou)也是Pd(II)復合還原劑(ji)。

　　還應該(gai)提(ti)到的(de)是，活(huo)性炭(tan)比離(li)子交換劑(ji)便宜(yi)得(de)多(duo)，因為這個事實，它可能(neng)對回收過程(cheng)更有(you)吸引力。溫度(du)和鈀(II)初始(shi)濃度(du)的(de)影響。為此，利用我們新開發的(de)活(huo)性炭(tan)，這種(zhong)活(huo)性炭(tan)可以形式(shi)，使其更容(rong)易(yi)從溶(rong)液中分(fen)離(li)出來。這種(zhong)活(huo)性炭(tan)通常由椰子殼(ke)制成。此外，顆粒(li)具有(you)較高的(de)機械強度(du)和較大的(de)表(biao)(biao)面(mian)積。*后，由于制造(zao)過程(cheng)中的(de)化學處理（蒸汽和正磷酸活(huo)化），該(gai)活(huo)性炭(tan)具有(you)明顯的(de)官能(neng)團(tuan)表(biao)(biao)面(mian)濃度(du)（約18m mol·g-一(yi)、能(neng)起到還原劑(ji)或(huo)離(li)子的(de)作用。

　　氯化(hua)鈀復合離(li)子初始(shi)濃度對(dui)活(huo)性炭吸(xi)附的影響。試驗(yan)條件(jian)：pH1，Cl-=0.1mol·kg-1。

　　鈀初始(shi)濃度對(dui)活性炭吸附的(de)影響(xiang)

　　活性炭的(de)(de)(de)(de)吸附(fu)能力與其(qi)表(biao)(biao)面(mian)及其(qi)孔(kong)隙(xi)率(lv)有關。其(qi)次，研究了氯化(hua)(hua)鈀(ba)離子初始濃(nong)(nong)度對(dui)(dui)活性(xing)炭添加后溶(rong)液(ye)中(zhong)平(ping)衡濃(nong)(nong)度的(de)(de)(de)(de)影(ying)響。根據Lambert-Beer在(zai)這些波長下(xia)(xia)，溶(rong)液(ye)吸光度的(de)(de)(de)(de)降低和溶(rong)液(ye)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)定(ding)律Pd(II)濃(nong)(nong)度降低成正比。假設這種(zhong)減少對(dui)(dui)應(ying)于(yu)活性(xing)炭表(biao)(biao)面(mian)吸附(fu)的(de)(de)(de)(de)鈀(ba)的(de)(de)(de)(de)量。根據計算(suan)的(de)(de)(de)(de)Pd(II)濃(nong)(nong)度隨時間變(bian)化(hua)(hua)，導致沉積過(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)動(dong)力曲(qu)線。注(zhu)冊動(dong)力學曲(qu)線，[PdCl 4 圖1顯示兩對(dui)(dui)時間。溶(rong)液(ye)中(zhong)可以觀察到PdCl 4 2-濃(nong)(nong)度接近恒(heng)定(ding)值，不等于(yu)零(ling)。在(zai)這種(zhong)情況下(xia)(xia)，這種(zhong)觀察是(shi)*重要的(de)(de)(de)(de)，因為它表(biao)(biao)明(ming)間的(de)(de)(de)(de)氯化(hua)(hua)鈀(ba)(II)絡合物的(de)(de)(de)(de)平(ping)衡分布。該平(ping)衡存(cun)在(zai)于(yu)系統(tong)中(zhong)，可以提供吸附(fu)過(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)熱力學信息。

　　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(guang)電子能譜分(fen)析研究

　　材料在吸(xi)附過程前(qian)后(hou)的完整性XPS光(guang)譜如(ru)圖2所(suo)示。考慮到觀察到的溶液(ye)Pd(II)估計鈀(ba)負(fu)荷等于0.7%(m/m)。從鈀(ba)峰可(ke)以看出(chu)。對這一峰值進行(xing)更(geng)深(shen)入的分析(xi)，可(ke)以為(wei)我們提供鈀(ba)電子(zi)結(jie)構(gou)的信息。

　　(A)活性炭(tan)的(de)SEM分析，(B)選擇區域(yu)放大率，(C和(he)D)吸附氯化鈀(II)復合離子(zi)后EDS截面(mian)分析。

　　用掃描顯微(wei)鏡分(fen)析樣品。吸附試驗后的(de)(de)活(huo)性炭(tan)樣品為60℃干燥。然后將(jiang)顆(ke)粒(li)分(fen)成(cheng)兩部分(fen)，用砂紙(造粒(li)1000)拋光獲得的(de)(de)表(biao)面(mian)，直到表(biao)面(mian)平整(zheng)。EDS分(fen)析。加速電壓等于20kV。獲得的(de)(de)結果如圖(tu)3所示。

　　活性炭解(jie)吸過程的(de)效(xiao)率。

　　鈀在活性炭表面剝(bo)離

　　當活性(xing)炭(tan)表(biao)(biao)面有(you)二氯(lv)化(hua)鈀(ba)時，應按方程解吸(xi)(xi)。因此(ci)(ci)，解吸(xi)(xi)試驗(yan)在(zai)(zai)(zai)(zai)室溫(20℃)使用100cm3鹽(yan)酸(suan)(suan)(濃度(du)為1mol·kg-1)或(huo)100cm3的(de)(de)(de)(de)(de)高氯(lv)酸(suan)(suan)鹽(yan)(濃度(du)1mol.kg-1)。必須提到(dao)(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)，吸(xi)(xi)附實(shi)(shi)(shi)驗(yan)正在(zai)(zai)(zai)(zai)進(jin)行中pH等(deng)于(yu)(yu)1下(xia)，汽提過(guo)程在(zai)(zai)(zai)(zai)pH等(deng)于(yu)(yu)0下(xia)。由(you)鈀(ba)(II)負(fu)荷活性(xing)炭(tan)樣(yang)品取自以(yi)往的(de)(de)(de)(de)(de)吸(xi)(xi)附試驗(yan)。預(yu)加載的(de)(de)(de)(de)(de)活性(xing)炭(tan)通過(guo)過(guo)濾與(yu)溶(rong)(rong)液(ye)分離，然后(hou)在(zai)(zai)(zai)(zai)60℃下(xia)干燥。然后(hou)將干燥的(de)(de)(de)(de)(de)預(yu)加載活性(xing)炭(tan)與(yu)鹽(yan)酸(suan)(suan)溶(rong)(rong)液(ye)混合。大約10個月的(de)(de)(de)(de)(de)解吸(xi)(xi)試驗(yan)。前兩天，我(wo)在(zai)(zai)(zai)(zai)溶(rong)(rong)液(ye)中觀(guan)察到(dao)(dao)鈀(ba)(II)濃度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)快速(su)增加*終在(zai)(zai)(zai)(zai)12天后(hou)獲得(de)恒定值。這些結果如(ru)圖4所(suo)示作為黑色方塊。樣(yang)品在(zai)(zai)(zai)(zai)接下(xia)來的(de)(de)(de)(de)(de)10個月里留在(zai)(zai)(zai)(zai)溶(rong)(rong)液(ye)中，以(yi)確(que)保這確(que)實(shi)(shi)(shi)是(shi)(shi)*終的(de)(de)(de)(de)(de)平衡(heng)。此(ci)(ci)時后(hou)獲得(de)的(de)(de)(de)(de)(de)值顯示為紅點。過(guo)量的(de)(de)(de)(de)(de)鹽(yan)酸(suan)(suan)是(shi)(shi)顯而易見的(de)(de)(de)(de)(de)，它(ta)應該足以(yi)溶(rong)(rong)解二氯(lv)化(hua)鈀(ba)。結果表(biao)(biao)明(ming)(ming)，平衡(heng)狀(zhuang)態(tai)(tai)不(bu)(bu)受時間的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)，表(biao)(biao)明(ming)(ming)觀(guan)察到(dao)(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)狀(zhuang)態(tai)(tai)是(shi)(shi)*終狀(zhuang)態(tai)(tai)。實(shi)(shi)(shi)驗(yan)期間似乎只有(you)約50-65%的(de)(de)(de)(de)(de)鈀(ba)(II)活性(xing)炭(tan)表(biao)(biao)面可(ke)以(yi)洗脫物質。如(ru)上所(suo)述(shu)，施用過(guo)量鹽(yan)酸(suan)(suan)。因此(ci)(ci)，一方面，不(bu)(bu)完(wan)全洗脫是(shi)(shi)可(ke)以(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)Pd2 OCl2的(de)(de)(de)(de)(de)形成(cheng)解釋或(huo)活性(xing)炭(tan)表(biao)(biao)面的(de)(de)(de)(de)(de)另一種鈀(ba)(II)化(hua)合物。另一方面，它(ta)可(ke)能只與(yu)不(bu)(bu)同于(yu)(yu)初始狀(zhuang)態(tai)(tai)的(de)(de)(de)(de)(de)新平衡(heng)狀(zhuang)態(tai)(tai)有(you)關。用于(yu)(yu)**次(ci)解吸(xi)(xi)試驗(yan)的(de)(de)(de)(de)(de)活性(xing)炭(tan)進(jin)行簡單(dan)的(de)(de)(de)(de)(de)第二次(ci)解吸(xi)(xi)試驗(yan)。實(shi)(shi)(shi)驗(yan)條件(jian)和程序與(yu)**次(ci)解吸(xi)(xi)試驗(yan)相同。觀(guan)察到(dao)(dao)鈀(ba)(II)洗脫又發生了。*初的(de)(de)(de)(de)(de)24小時后(hou)，剩余鈀(ba)高達(da)17%(II)2個月后(hou)，總(zong)解吸(xi)(xi)效(xiao)率達(da)到(dao)(dao)98.4%的(de)(de)(de)(de)(de)水平。

　　結(jie)果表(biao)明，氯化鈀(ba)(ba)被活(huo)性(xing)炭化學吸附(II)二氯化二鈀(ba)(ba)或(huo)二氯化鈀(ba)(ba)在(zai)活(huo)性(xing)炭表(biao)面(mian)形成，活(huo)性(xing)炭表(biao)面(mian)無金(jin)屬(shu)鈀(ba)(ba)。活(huo)性(xing)炭的(de)容量取決(jue)(jue)于取決(jue)(jue)于實(shi)驗條件℃溫(wen)(wen)度可達42mg·g-1的(de)水平。在(zai)60℃在(zai)溫(wen)(wen)度下，負(fu)載隨(sui)溫(wen)(wen)度升高(gao)至67mg·g-而略有增加。鈀(ba)(ba)的(de)吸附過程應在(zai)盡可能(neng)低的(de)溫(wen)(wen)度下進行。