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全氟辛酸銨在活性炭上的化學吸附
全氟辛酸通過吸附在活性炭上然后焚燒廢碳而從溶液中除去,并且該化學品是用大多數常規方法難以處理的全氟羧酸。 為了研究一種新的處理方法,在活性炭存在下,全氟辛酸暴露于過硫酸鹽中。 在酸性條件下,過硫酸鹽的熱活化導致全氟辛酸轉化成鏈長較短的全氟化合物。 然而,當在活性炭存在的環境中在pH下發生過硫酸鹽的熱解時,觀察到全氟辛酸的新去除途徑。 在這些條件下,其去除可歸因于化學吸附,其中活性炭催化過硫酸鹽分解并與轉化產物反應以產生共價結合的全氟辛酸的方法。
以全氟辛酸銨清除活性炭
在有或無活性炭存在下,全氟辛酸與S _ 2 O _ 8的反應在酸性、中性和堿性pH值的40mL密封燒瓶中進行,反應溫度為80℃,恒溫水浴。大多數實驗中,全氟辛酸初始濃度為0.5M,活性炭濃度為200 mg\u002FL、500 mg\u002FL或1000mg\u002FL。酸性和堿性條件下的實驗,用濃硫酸或150mM氫氧化鈉溶液調節pH值至1.0或13.0。對于pH 8.2的實驗,使用100mM硼酸鹽作為緩沖劑(NaB(OH)4\u002FH 3 BO 4)。所有實驗包括五個重復。
從全氟羧酸中提取活性炭
甲醇用于從活性炭中提取有機化合物(如全氟酸和轉化產物),并去除樣品采集后產生的任何自由基。為了從活性炭中回收全氟羧酸,在1.5mL聚丙烯微離心管中,從100L樣品中加入900L甲醇。收集后,將混合物在培養箱中以30℃振蕩過夜。將混合物在渦旋下劇烈搖晃1小時,然后用高速離心機將活性炭從液體中分離5分鐘。離心后,分析上清液。該方法在吸附控制實驗中實現了全氟酸(不含超硫酸鹽)的完全回收率。
共價鍵合全氟羧酸的回收
為了破壞全氟羧酸和已經用甲醇提取的吸附劑之間的共價鍵,將聚氯化鋁之間的結合物排出,用羥基進行處理。為了獲得貧化活性炭樣品,對活性炭、S _ 2 O _ 8和100mM硼酸鹽緩沖液進行了處理。作為對照,在沒有S 2 O 8的情況下測量吸附。將1毫升樣品加入19毫升甲醇中,離心回收物理吸附的PFCA。甲醇提取后,活性炭在氮氣下室溫干燥,并重新懸浮在混合溶液中。將NaOH加熱至80℃并保持3小時。在這種條件下,任何SO2。由二氧化硫熱分解產生并轉化為OH。OH處理后,樣品在氮氣下室溫干燥,用甲醇提取以回收共價結合的全氟辛酸。
在存在和不存在活性炭的情況下可以通過采用過硫酸鹽進行處理全氟辛酸
活性炭的存在增加了過硫酸鹽的分解速率。