活性炭在重金屬中的電吸附，在以前的介紹中有很多關(guān)于使用活性炭吸附劑用于去除金屬和金屬化合物的數(shù)據(jù)，但一般不低微克·L -1的水平。然而，在某些條件下，通過(guò)施加電位控制的吸附/解吸或ES / ED(即在電場(chǎng)中的固體吸附劑上的吸附/解吸附)以提高活性炭的容量，可以顯著提高活性炭吸附劑的有效性并且以促進(jìn)其后續(xù)再生。

　　正，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(lài)性與零電荷的電勢(shì)有關(guān)，即25E PZC，對(duì)于溶液中的特定濃度的吸附。中性物質(zhì)在E PZC處或其附近最強(qiáng)吸附，隨著表面變得更陰極或陽(yáng)極，帶正和負(fù)電的物質(zhì)的負(fù)載分別增加。這些相互作用對(duì)于非極化電極是很好理解的。然而，它們并不直接適用于活性炭由于它們的表面官能團(tuán)和它們的異構(gòu)大力表面以及粒子之間復(fù)雜的電位分布。

　　有數(shù)據(jù)表明負(fù)載苯酚的顆粒狀活性炭的電化學(xué)再生的效率高達(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，對(duì)于苯酚，陰極比陽(yáng)極再生約20%更好。假設(shè)一種機(jī)制包括解吸和隨后的氧氣或氯化物(從NaCl電解質(zhì))到CO 2的電化學(xué)氧化和水。優(yōu)越的陰極電解吸性能歸因于鈉陽(yáng)離子遷移到陰極，其有兩種方式幫助苯酚解吸：苯酚鈉的形成，其不能很好地吸附在碳表面上; 并增加了陰極附近的局部pH值，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)的減少和外部傳質(zhì)的改善，溶液的混合也被發(fā)現(xiàn)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用于該研究的吸附劑是通過(guò)蒸汽活化褐煤生產(chǎn)的酸洗過(guò)的顆粒活性炭。的比表面積，總細(xì)孔容積，平均粒徑及pH PZC此吸附劑是650米2 ·克-1，0.95毫升·克-1，分別為1.3毫米，6.3毫米。韓研活性炭已被用作水溶液系統(tǒng)中重金屬和其他物質(zhì)的吸附劑，已有20多年的歷史。

　　研究步驟：分批攝取實(shí)驗(yàn)使用500毫升500 mg·L -1 NaCl支持電解質(zhì)進(jìn)行。使用原子吸收標(biāo)準(zhǔn)制備所需濃度的砷和鉻的電解質(zhì)。使用As 2 O 3和(NH 4)2 Cr 2 O 7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)的工作電解質(zhì)。用于制備標(biāo)準(zhǔn)品。所有實(shí)驗(yàn)器材使用A級(jí)容量玻璃器皿制備，使用標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室程序進(jìn)行定量清潔。在制備工作電解液時(shí)，使用移液管分配原子吸收標(biāo)準(zhǔn)液。

　　圖1中給出了用于實(shí)驗(yàn)的分批電池的示意圖。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直徑的導(dǎo)線)和Pt導(dǎo)線(基于99.95%的金屬，0.025mm直徑)編織到網(wǎng)中用于電連接; 三個(gè)PVC墊圈(9/16“內(nèi)徑，1.25”外徑，0.0625“厚度);兩個(gè)聚丙烯網(wǎng)狀盤(pán)(121×121目，1.25”外徑); 和兩個(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最下面的鉑網(wǎng)上，在最下面的墊圈的中心腔內(nèi)。將細(xì)胞用四個(gè)PTFE機(jī)器螺釘

　　在典型的實(shí)驗(yàn)中，將500ml的電解質(zhì)裝入批量電池。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1ml樣品。所有樣品根據(jù)USEPA方法200.9保存51由稀釋用1毫升0.5莫爾-1 HNO。

　　通過(guò)石墨爐原子吸收光譜法(GFAAS)和Perkin Elmer 4100 ZL塞曼原子吸收光譜儀進(jìn)行金屬分析。GFAA分析的準(zhǔn)確性通過(guò)定期分析標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)1640(NIST)來(lái)監(jiān)測(cè)，該標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)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)樣品分析NIST標(biāo)準(zhǔn)。作為典型精度的例子，一次分析結(jié)果的平均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上的電吸附/電極吸附，活性炭是一種相對(duì)無(wú)效的正常的無(wú)輔助吸附劑，用于含水量為0.15-0.30 g·L -1的無(wú)機(jī)砷，用于含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)致通過(guò)電吸附增強(qiáng)的吸收，伴隨著在電極表面富含陰離子的電化學(xué)雙層的帶電。還證實(shí)了在施加1.50V的陰極電勢(shì)時(shí)可以接近100%再生吸附劑。

　　其他金屬離子的存在已被證明對(duì)正常，無(wú)輔助的吸附，電吸附和吸附在活性炭上的砷的電極吸附具有顯著和復(fù)雜的影響。含鉻體系中的吸收機(jī)理已被證明是鉻濃度，并且仍然是正在進(jìn)行的調(diào)查的主題。鉻的存在導(dǎo)致比含有鎳的體系更大的吸收，達(dá)到+ 1.25V的電吸附電位。然而，增加陽(yáng)極電位至+ 1.50V導(dǎo)致As-Ni比As-Cr系統(tǒng)更大的砷吸收。

　　已經(jīng)表明Fe(III)的存在對(duì)活性炭上的砷的電吸附具有顯著的增強(qiáng)作用。在研究的As-Cr，As-Fe，As-Ni體系中，As-Fe體系表現(xiàn)出最大的吸收的砷，并且在受到1.75V陰極電勢(shì)時(shí)以最高的效率再生。在鐵存在下電吸附觀察到的行為可能對(duì)ZVI修復(fù)技術(shù)的機(jī)理/應(yīng)用具有重大影響。

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