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廣東韓研活性炭科技股份有限公司
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閱讀：184發(fā)布時(shí)間：2021-11-29
使用活性炭從稀氯化鉑溶液中吸收鉑。本研究的目的是描述使用活性炭的有效吸附過(guò)程，并通過(guò)描述鉑攝取的條件和參數(shù)來(lái)比較幾種活性炭吸附劑，包括鉑離子的吸附等溫線和動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)吸附過(guò)程。由于這些原因，研究了以下參數(shù)來(lái)研究它們對(duì)鉑吸收劑量，吸附劑用量，接觸時(shí)間溫度和溶液pH的攝取百分比的影響。
最近，通過(guò)樹脂或廢料從水溶液中鉑的攝取受到了相當(dāng)?shù)年P(guān)注，因?yàn)殂K是在電子部件，催化轉(zhuǎn)化器和電鍍材料明顯目前由于其氧化高電阻?；钚蕴繌V泛應(yīng)用于世界各地的環(huán)境治理應(yīng)用?；钚蕴吭谝合喙腆w吸附系統(tǒng)基于某些固體優(yōu)先將溶液中的特定物質(zhì)濃縮到其表面上的能力。這種能力可用于從廢水中去除污染物，如金屬離子和有機(jī)化合物。
活性炭實(shí)驗(yàn)步驟
準(zhǔn)備幾種果殼活性炭，六氯鉑酸(H 2 PtCl 6)標(biāo)準(zhǔn)溶液制備用于實(shí)驗(yàn)的含鉑溶液。蒸餾水用于濕化學(xué)分析。本研究通過(guò)一次更改一個(gè)參數(shù)使用批量系統(tǒng)進(jìn)行。對(duì)于每個(gè)實(shí)驗(yàn)，將5cc鉑溶液與獵物管中的吸附劑(活性炭、果殼活性炭)接觸以避免暴露于空氣中。在溫度控制的水浴中以100rpm的手動(dòng)調(diào)節(jié)的振蕩速率搖動(dòng)。初始鉑離子濃度分別為100 mg.L - 1，150 mg.L - 1，200 mg.L - 1和250 mg.L - 1。
個(gè)實(shí)驗(yàn)系列檢查了改變吸附劑用量的效果。對(duì)第二個(gè)實(shí)驗(yàn)系列進(jìn)行了調(diào)查，將接觸時(shí)間從15分鐘改為120分鐘。第三個(gè)實(shí)驗(yàn)系列探討了溫度的影響，范圍從25°C到45°C。在第四個(gè)實(shí)驗(yàn)系列中，評(píng)估了溶液pH的影響。為此，使用鹽酸和氫氧化鈉來(lái)調(diào)節(jié)溶液的pH值。最終實(shí)驗(yàn)系列研究了吸附動(dòng)力學(xué)，等溫線和熱力學(xué)。每次運(yùn)行后，使用濾紙進(jìn)行固/液分離。過(guò)濾后，用蒸餾水洗滌濾液，以確保所有含鉑溶液通過(guò)濾紙。對(duì)于ICP分析，將適當(dāng)稀釋后的每個(gè)過(guò)濾溶液引入儀器。
活性炭用量對(duì)鉑吸附的影響(%)
在個(gè)實(shí)驗(yàn)系列中，普通活性炭和果殼活性炭的劑量在2至20mg.cm -3的100ppm鉑溶液的范圍內(nèi)變化。圖1顯示吸附劑劑量增加的鉑吸收(%)。鉑攝取(%)被發(fā)現(xiàn)，隨著吸附劑劑量增加，因?yàn)槲盏姆磻?yīng)在熱力學(xué)上是更有利的，當(dāng)吸著劑對(duì)金屬的離子比率高。這是預(yù)期的結(jié)果，因?yàn)榛钚蕴课絼┑牧吭黾?，越?lái)越多的表面積變得可用，這暴露出更多的活性位點(diǎn)用于結(jié)合金屬離子。在研究中觀察到吸附劑濃度的影響的類似趨勢(shì)。
如圖2所示，隨著溫度升高，攝取百分比值的增加表明鉑吸收到活性炭上的吸熱特性。果殼活性炭和活性炭上鉑攝取的DH° 298K的值分別為3.54和4.65kJ.mol -1。如圖特異性吸附(DG°)為鉑的吸附到吸附劑，自由能的負(fù)值表中顯示，表明該過(guò)程是自發(fā)的。當(dāng)溫度升高時(shí)，DG°的值變得更負(fù)，表明朝向平衡的增加的驅(qū)動(dòng)力增加，從而在較高的溫度下產(chǎn)生更大的吸附百分比。在較高溫度下鉑對(duì)吸附劑的吸附能力的增加可歸因于孔徑的增大或吸附劑表面的增加的活化。在較高溫度下鉑吸附的程度越大，單層容量的增加就越明顯。如果系統(tǒng)的熵增加，T·DS°的值變得大于DH°的值，則該過(guò)程只能自發(fā)發(fā)生，產(chǎn)生特定吸附自由能DG°的負(fù)值。鉑吸附到吸附劑上伴隨著整個(gè)系統(tǒng)的熵的增加。DS°的正值表示固體的隨機(jī)性增加/金屬離子吸附到果殼活性炭和活性炭的溶液界面。結(jié)果與吸附在活性炭和果殼活性炭上的其它金屬離子的結(jié)果非常一致。
本研究探討了使用吸附劑(活性炭、果殼活性炭)從稀氯化鉑溶液中鉑吸附的可能性。使用過(guò)量的果殼活性炭(≥40mg )和活性炭(≥40mg )在100rpm下60分鐘可以容易地獲得≥95 %的鉑攝取(%)。的接觸時(shí)間，甚至在室溫下。另外，將溫度從25°C升高到45°C可使白金攝取(%)≥在相同條件下使用較少量的果殼活性炭(20mg)和活性炭(30mg)使用90%。因此，溫度被證明是有效的鉑攝取(%)，這是符合科學(xué)的。
平衡吸附數(shù)據(jù)以及符合Langmuir模型(R 2 ≥ 0.99)。鉑離子在25℃下的吸附容量Q max分別為38.31和42.02mg.g -1。吸附鉑離子遵循偽二階速率方程，相關(guān)系數(shù)為0.99，而不是偽一階速率方程。果殼活性炭的這種吸附過(guò)程的焓變(DH° 298 K)和熵變(DS° 298 K)計(jì)算為3.54 kJ.mol - 1和17.2 J.mol - 1 .K - 1，稻殼分別計(jì)算為4.65 kJ.mol - 1和17.6 J.mol - 1 .K - 1。因此，發(fā)現(xiàn)吸附過(guò)程是自發(fā)的和吸熱的。
這項(xiàng)研究表明，使用活性炭可以成功地實(shí)現(xiàn)鉑回收，作為用于處理含有重金屬離子的廢溶液的更昂貴的材料的替代物。這些有希望的結(jié)果表明，可以成功處理含鉑廢物溶液，如催化轉(zhuǎn)化器浸出溶液，陽(yáng)極粘液溶液等。最重要的是，這種方法不涉及使用任何化學(xué)品，因此不會(huì)產(chǎn)生任何危險(xiǎn)的副產(chǎn)品。對(duì)于未來(lái)的研究，應(yīng)測(cè)果殼活性炭和活性炭吸附其他貴金屬如銠和鈀，并與工業(yè)中經(jīng)常使用的活性炭等商業(yè)產(chǎn)品進(jìn)行比較。
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