重金屬中活性炭的電吸附

　　活性炭在重金屬中的電吸附在之前的介紹中有很多關(guān)于使用活性炭吸附劑去除金屬和金屬化合物的數(shù)據(jù)，但通常不低微克·L -1的水平。然而，在某些情況下，通過(guò)施加電位控制的吸附/解吸或ES / ED(即電場(chǎng)內(nèi)固體吸附劑上的吸附/解吸附)為了提高活性炭的容量，可以顯著提高活性炭吸附劑的有效性，促進(jìn)其后續(xù)再生。

　　負(fù)和中性物質(zhì)的吸附平衡取決于電極電荷。表面負(fù)載的偏振依賴性與零電荷的電勢(shì)有關(guān)，即25E PZC，吸附溶液中的特定濃度。中性物質(zhì)在E PZC隨著表面變得陰極或陽(yáng)極，正負(fù)電物質(zhì)的負(fù)荷分別增加。非極化電極很容易理解這些相互作用。然而，由于其表面官能團(tuán)、異構(gòu)大力表面和粒子之間的復(fù)雜電位分布，它們并不直接適用于活性炭。

　　數(shù)據(jù)顯示，顆粒狀活性炭的電化學(xué)再生效率高達(dá)95%。還研究了負(fù)載苯酚的椰殼活性炭的電化學(xué)再生，發(fā)現(xiàn)再生效率高達(dá)85%。還觀察到，陰極比陽(yáng)極再生約20%的苯酚好。假NaCl電解質(zhì))到CO 電化學(xué)氧化與水。由于鈉陽(yáng)離子遷移到陰極，有兩種方法可以幫助苯酚解吸：苯酚鈉的形成，它不能很好地吸附在碳表面； 并在陰極附近增加局部pH這也降低了活性炭吸附劑對(duì)苯酚的吸附能力。由于濃度極化效應(yīng)的降低和外部傳質(zhì)的改善，發(fā)現(xiàn)溶液的混合也改善了電極吸收。

　　現(xiàn)在我們開(kāi)始研究活性炭的電吸附選擇。本研究的吸附劑是蒸汽活化褐煤生產(chǎn)的酸洗顆粒活性炭。比表面積、總細(xì)孔體積、平均粒徑和pH PZC這種吸附劑是650米2 ·克-1，0.95毫升·克-1，分別為1.3毫米，6.3毫米。20多年來(lái)，金豐活性炭一直被用作水溶液系統(tǒng)中重金屬等物質(zhì)的吸附劑。

　　研究步驟:500毫升5000ml分批實(shí)驗(yàn) mg·L -1 NaCl支持電解質(zhì)。用原子吸收標(biāo)準(zhǔn)制備所需濃度的砷和鉻電解質(zhì)。使用As 2 O 3和(NH 4)2 Cr 2 O 制備砷和鉻標(biāo)準(zhǔn)物， 分別。使用氯化鎳(II)和硝酸鐵(III)制備含有Ni(II)和Fe(III)工作電解質(zhì)。用于制備標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。所有實(shí)驗(yàn)設(shè)備均采用A級(jí)容量玻璃器皿制備，定量清洗采用標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室程序。用移液管分配原子吸收標(biāo)準(zhǔn)液，制備工作電解液時(shí)。

　　圖顯示了分批電池用于實(shí)驗(yàn)的示意圖。它由兩個(gè)相同的鉑網(wǎng)集電器(基于99.9%的金屬，100×100目，0.0762mm直徑導(dǎo)線)和Pt導(dǎo)線(基于99.95%的金屬，0.025mm直徑)編織到網(wǎng)電連接； 三個(gè)PVC墊圈(9/16.25”外徑，0.0625厚度)；兩個(gè)聚丙烯網(wǎng)狀板(121×121目，1.25”外徑); 兩個(gè)橡膠墊圈(9/16內(nèi)徑，1.25”外徑，0.0625“厚度)，活性炭吸附劑顆粒作為單層填充到*下面的鉑網(wǎng)上，在*下面的墊圈的中心腔內(nèi)。用四個(gè)細(xì)胞PTFE機(jī)器螺釘

　　500ml將電解質(zhì)裝入批量電池中。電化學(xué)電位由直流電源供電。允許正常吸附、電吸附和電極吸附。同時(shí)，用100-1000移液管取1000ml樣品。所有樣品根據(jù)USEPA方法200.保存51，稀釋1毫升.5莫爾-1 HNO。

　　通過(guò)石墨爐原子吸收光譜法(GFAAS)和Perkin Elmer 4100 ZL金屬分析塞曼原子吸收光譜儀。GFAA通過(guò)定期分析標(biāo)準(zhǔn)，參考物質(zhì)1640的準(zhǔn)確性(NIST)監(jiān)測(cè)該標(biāo)準(zhǔn)的參考材料含砷為26.71±0.42μg·L -1。在對(duì)一系列實(shí)驗(yàn)樣品的典型分析中，每5個(gè)樣品進(jìn)行分析NIST標(biāo)準(zhǔn)。作為典型精度的例子，一次分析結(jié)果NIST 1640砷濃度為25.9μg·L -1.基于14次重復(fù)分析，標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.7%; 這些結(jié)果是本文所有分析的典型結(jié)果。

　　為了更好地研究活性炭表面的電吸附/電極吸附，活性炭是一種相對(duì)無(wú)效的正常無(wú)輔助吸附劑，含水量為0.15-0.30 g·L -用于含有的無(wú)機(jī)砷Ca的電解質(zhì)。100μg·L -1砷(pH 4.5)。陽(yáng)極電化學(xué)電位在活性炭上的應(yīng)用導(dǎo)致電吸附增強(qiáng)的吸收，伴隨著電極表面陰離子豐富的電化學(xué)雙層帶電。還證實(shí)了在施1.50V陰極電勢(shì)可接近100%再生吸附劑。

　　其它金屬離子的存在已被證明對(duì)活性炭上砷的電極吸附有顯著而復(fù)雜的影響，這是正常的、無(wú)輔助的。鉻系統(tǒng)中的吸收機(jī)制已被證明是鉻濃度，仍然是調(diào)查的主題。鉻的存在導(dǎo)致比含鎳系統(tǒng)更大的吸收  1.25V電吸附電位。然而，將陽(yáng)極電位增加到  1.50V導(dǎo)致As-Ni比As-Cr更大的砷吸收系統(tǒng)。

　　已經(jīng)表明Fe(III)其存在顯著增強(qiáng)了活性炭上砷的電吸附。在研究中As-Cr，As-Fe，As-Ni體系中，As-Fe該系統(tǒng)表現(xiàn)出*大的吸收砷，并在1.75V陰極電勢(shì)以*高效率再生。在鐵下電吸附中觀察到的行為可能是正確的ZVI修復(fù)技術(shù)的機(jī)理/應(yīng)用影響很大。