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活性炭吸附回收氯化钯离子
文章作者：韩研网络部 更新时间：2018-8-9 15:59:34

　　本期介绍了氯化钯络合物离子在活性炭上的吸附过程。发现活性炭，随温度升高而增强吸附效果。所得结果表明，钯络合物可与存在于活性炭表面上的官能团反应。推导了热力学参数，如平衡常数，热量和吸附熵。活性炭吸附氯化钯(II)络合离子的化学吸附过程中，在活性炭的表面上形成二氯氧化钯或二氯化钯。

　　经过大量实例测试让大家了解到活性炭能够从水溶液中吸附重金属。例如，从废水中吸附活性炭去除镉(II)，汞(II)，和铅(II)离子，可以给。然而，即使它们在溶液中的浓度非常低，也可以以这种方式提取铂，钯，和金，等贵金属。由此，可以从通常在再循环过程中产生的稀释水溶液中回收那些金属。活性炭吸附过程的机理取决于初始条件，例如溶液的pH，温度和吸附的金属离子的形式。在氰化物溶液的情况下，例如，钯具有2+氧化态，其非常稳定并且可以容易地被活性炭吸附。很明显，与氰化物配合物相比，Pd(II)氯化物配合物的稳定性较差。有几篇报道表明，在活性炭的吸附过程中，钯(II)被还原成金属形式。因此，我们研究了这种还原反应可能的条件。这项工作的目的是研究和描述使用活性炭吸附作为吸附剂的Pd(II)离子回收条件，并找出这种活性炭是否也是Pd(II)络合物的还原剂。

　　还应该提到的是，活性炭比离子交换剂便宜得多，并且由于这一事实，它对于回收过程可能更具吸引力。在研究过程中，研究了温度和钯(II)初始浓度的影响。为此目的，使用我们新开发的活性炭，这种活性炭可以做成颗粒的形式，使其更容易从溶液中分离出来。这类活性炭一般由椰子壳为原料生产的。此外，颗粒具有高机械强度和比较大的表面积。最后，由于制造过程中的化学处理(使用蒸汽和正磷酸活化)，这种活性炭具有显着的官能团表面浓度(约18m mol·g-1)，可以起到还原剂或离子的作用。

　　图1：氯化钯复合离子初始浓度的初始浓度对活性炭吸附影响。实验条件：pH1，Cl-=0.1mol·kg-1。

　　钯初始浓度对活性炭吸附的影响

　　活性炭的吸附能力与其表面及其孔隙率有关，接下来，研究了氯化钯离子的初始浓度对添加活性炭后溶液中的平衡浓度的影响。根据Lambert-Beer定律，在这些波长下溶液吸光度的降低与溶液中Pd(II)浓度的降低成正比。我们假设这种减少对应于吸附在活性炭表面上的钯的量。根据计算的Pd(II)浓度随时间的变化，推导出沉积过程的动力学曲线。注册动力学曲线，[的PdCl 4 2对时间，示于图1�？梢怨鄄斓饺芤褐蠵dCl 4 2-的浓度接近恒定值，该恒定值不等于零。在这种情况下，这一观察是最重要的，因为它表明溶液和活性炭之间的氯化钯(II)络合物的平衡分布。在系统中存在这种平衡可以提供关于吸附过程的热力学的信息。

　　图2：吸附钯(II)之前和之后的活性炭光谱，[PdCl 4 2-]0=5×10-4mol·kg-1，[C]=1.67g·dm-3，pH1，T=60℃。

　　X射线光电子能谱分析研究

　　吸附过程之前和之后材料的完整XPS光谱如图2所示。考虑到观察到的溶液中Pd(II)浓度的降低，估计钯负载等于0.7%(m/m)�？梢钥闯隼醋灶俚姆宄鱿帧６哉飧龇逯到懈钊氲姆治隹梢晕颐翘峁┯泄仡俚缱咏峁沟男畔�。

　　图3：(A)活性炭的SEM分析，(B)选择区域的放大率，(C和D)吸附氯化钯(II)络合离子后的EDS截面分析。

　　使用扫描显微镜，进行样品分析。吸附试验后的活性炭样品在60℃下干燥。然后，将颗粒分成两份，并使用砂纸(造粒1000)抛光所获得的表面直至表面平坦。之后，进行EDS分析。加速电压等于20kV�；竦玫慕峁缤�3所示。

　　图4：活性炭解吸过程的效率。

　　活性炭表面剥离钯

　　在活性炭表面存在二氯化钯的情况下，应该可以根据方程解吸它。因此，解吸试验在室温(20℃)进行，使用100厘米3盐酸(浓度为1mol·kg-1)或100厘米3的高氯酸盐酸(浓度1mol.kg-1)。必须提及的是，吸附实验在pH等于1下进行，而汽提过程在pH等于0下进行。由钯(II)负载的活性炭样品取自先前的吸附实验。通过过滤将预加载的活性炭与溶液分离，然后在60℃下干燥。接着，将干燥的预加载的活性炭与盐酸溶液混合。解吸试验进行约10个月。在前2天，观察到溶液中钯(II)浓度的快速增加，最终在12天后获得恒定值。这些结果如图4所示作为黑色方块。为了确保这确实是最终的平衡，样品在接下来的10个月内留在溶液中。在此时间之后获得的值显示为红点。过量的盐酸是显着的，它应该足以溶解二氯化钯。结果表明，平衡状态不受时间影响，表明观察到的状态是最终状态。似乎在该实验期间，只有约50-65%的钯(II)物质可以从活性炭表面洗脱。如上所述，施加过量的盐酸。因此，一方面，不完全洗脱可以通过Pd2 OCl2的形成来解释或活性炭表面上的另一种钯(II)化合物。另一方面，它可能仅仅与出现与初始状态不同的新平衡状态有关。为了切断推测，进行简单的第二次解吸试验，其中使用来自第一次解吸试验的活性炭。实验条件和程序与第一次解吸试验期间的相同。观察到钯(II)的洗脱再次发生。在最初的24小时后，高达17%的剩余钯(II)被解吸，而在2个月后，总解吸效率达到98.4%的水平。

　　我们的结果表明，在活性炭化学吸附氯化钯(II)络合离子的过程中，在活性炭的表面上形成二氯化二钯或二氯化钯，并且在活性炭表面上不存在金属钯�；钚蕴康娜萘咳【鲇谑笛樘跫⑶以�20℃的温度下可达到42mg·g-1的水平。在60℃的温度下，该负荷随温度升高至67mg·g-1而略微增加。钯吸附过程应在尽可能低的温度下进行。

文章标签：椰壳活性炭,果壳活性炭,煤质活性炭,木质活性炭,蜂窝活性炭,净水活性炭.

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