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活性炭在富集镉離子中的應用
文章作者:韩研网络部 更新时间:2020-8-6 16:33:20

  活性炭在富集镉離子中的應用

  重金屬對環境的汙染是比較重要的問題之一,镉存在于自然環境中但是也是一種金屬汙染物。因此,有必要即使在痕量水平下也要控制镉的存在,並用靈敏的分析技術監測镉的濃度。痕量測定的分析方法需要在分析程序中從基質中對分析物進行預濃縮和分離。然後我們研究了用十二烷基硫酸鈉改性的活性炭作爲固相吸附劑對水樣品中痕量镉的分離和預濃縮。

  活性炭對镉預濃縮程序

  直接加入活性炭,並攪拌至純水中。爲了進行吸附,將懸浮液倒入色譜柱中,並將活性炭置于膜濾器上。調節pH後,將含有镉和十二烷基硫酸鈉的樣品溶液以固定的流速通過裝有活性炭的過濾器。隨後,倒入洗脫液以從活性炭中解吸吸附的镉離子。通過火焰原子吸收光譜法測定收集的洗脫液。該預濃縮過程如圖1所示。發現通過將含有相對低濃度的樣品溶液通過裝有活性炭的過濾器,嘗試改性活性炭上預濃縮镉,同時將十二烷基硫酸鈉改性爲活性炭表面。值得注意的是過程中酸洗脫可能會損害霧化器。汽提能力取決于酸洗液的類型,濃度和體積。所以要選擇合適的酸或者混合液來當做洗脫液。

  圖1:使用十二烷基硫酸鈉改性的活性炭進行镉預濃縮的實驗程序。

  活性炭表面活性劑的作用

  在系統的镉預濃縮中,活性炭添加十二烷基硫酸鈉可以很好提高镉的回收率。因此,研究了表面活性劑對流動系統中镉富集的影响。发现原因可能是由于带正电的亲水基团和镉離子之间的静电排斥,非离子表面活性剂的存在使回收率略有下降。

  镉吸附在活性炭中的機制

  镉吸附在改性活性炭上的机制在图2中显示。因为零点电荷(ZPC)的pH ZPC为2.2,所以活性炭表面在3到10的pH范围内可能会变为负值。因此,疏水性尾基为烷基(-C 12 H 25)可以连接到活性炭表面,并且带负电荷的亲水头(如磺酸盐基团)面向本体溶液。带正电的镉離子可能与活性炭表面或亲水头的吸附位置有关。另外,可以认为与镉離子结合的十二烷基硫酸鈉的吸附也可能作为预浓缩机理而发生。根据十二烷基硫酸鈉的作用,亲水头部和镉離子之间的相互作用过程将成为预浓缩的主要过程。为了证实所提方法的有效性,本程序用于不同环境样品(如雨水和矿泉水)中镉的富集和测定。

  图2:镉離子被十二烷基硫酸鈉和活性炭吸引/吸收的反应机理。

  十二烷基硫酸鈉改性活性炭被用作吸附剂,用于有效地预富集和测定流动系统中的痕量镉離子。优化条件的结果是,所提出的方法给出了定量和可重复的结果。该方法简便,快速,富集系数高。此外,非常有利的是,本方法不需要有机溶剂。

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