果殼活性炭在富集鎘離子中的應用

果殼活性炭在富集鎘離子中的應用

重金屬造成的環境污染是最重要的問題之一。果殼活性炭具有耐磨強度好、空隙發達、吸附性能高、強度高、易再生、經濟耐用等優點，廣泛應用于生活、工業、液相吸附、水質凈化、氣相吸附。鎘存在于自然環境中，但也是一種金屬污染物。果殼活性炭具有耐磨強度好、空隙發達、吸附性能高、強度高、易再生、經濟耐用等優點，廣泛應用于生活、工業、液相吸附、水質凈化、氣相吸附。因此，有必要將鎘的存在控制在甚至痕量水平，并用靈敏的分析技術監測鎘的濃度。痕量測定的分析方法需要在分析程序中從基質中預濃縮和分離分析物。然后以十二烷基硫酸鈉改性果殼活性炭為固體吸附劑，研究了水樣中痕量鎘的分離富集。

用果殼活性炭預富集鎘的程序

直接加入果殼活性炭，攪拌至純水中。為便于吸附，將懸浮液倒入色譜柱中，然后將果殼活性炭置于膜過濾器上。調整酸堿值后，含有鎘和十二烷基硫酸鈉的樣本溶液會以恒定流速流經含有果殼活性炭的過濾器。然后傾倒洗脫液以解吸果殼活性炭中的鎘離子。用火焰原子吸收光譜法收集洗脫液。預濃縮過程如圖1所示。研究發現，把含較低濃度的樣本溶液經過一個含有果殼活性炭的過濾器，即可把鎘預先富集在果殼活性炭上，而十二烷基硫酸鈉則會被修飾至果殼活性炭表面。值得注意的是，酸洗過程中可能損壞霧化器。汽提能力取決于酸洗液的種類、濃度和體積。所以選擇適當的酸或混合物作為洗脫劑。

圖1:用十二烷基硫酸鈉改性的果殼活性炭預富集鎘的實驗過程。

果殼活性炭表面活性劑的作用

在系統鎘的預濃縮中，在果殼活性炭中加入十二烷基硫酸鈉可以提高鎘的回收率。因此，研究了表面活性劑對流動體系中鎘富集的影響。發現原因可能是帶正電荷的親水基團與鎘離子之間的靜電排斥，非離子表面活性劑的存在使回收率略有下降。

果殼活性炭對鎘的吸附機理

改性果殼活性炭對鎘的吸附機理如圖2所示。由于零點電荷(zpc)的 ph 值為2.2，在 ph 值為3至10的范圍內，果殼活性炭的表面可能會變成負電荷。因此，疏水尾基(- c12h25)可以附著在果殼活性炭表面，帶負電荷的親水頭基(如磺酸基)面對著整體溶液。Cd ~ (2 +)的正電荷可能與果殼活性炭表面或親水頭的吸附位置有關。此外，鎘離子束縛十二烷基硫酸鈉的吸附也可能是一種預富集機制。根據十二烷基硫酸鈉的作用，親水水頭與鎘離子的相互作用將是富集的主要過程。為了驗證該方法的有效性，將該方法應用于雨水、礦泉水等不同環境樣品中鎘的富集與測定。

圖2:十二烷基硫酸鈉和果殼活性炭吸附鎘離子的反應機理。

十二烷基硫酸鈉果殼活性炭用作吸附劑，有效地富集和測定流動系統中的痕量鎘離子。