本期介紹了氯化鈀絡(luò)合物離子在活性炭上的吸附過(guò)程。發(fā)現(xiàn)活性炭，隨溫度升高而增強(qiáng)吸附效果。所得結(jié)果表明，鈀絡(luò)合物可與存在于活性炭表面上的官能團(tuán)反應(yīng)。推導(dǎo)了熱力學(xué)參數(shù)，如平衡常數(shù)，熱量和吸附熵�；钚蕴课�附氯化鈀(II)絡(luò)合離子的化學(xué)吸附過(guò)程中，在活性炭的表面上形成二氯氧化鈀或二氯化鈀。

　　經(jīng)過(guò)大量實(shí)例測(cè)試讓大家了解到活性炭能夠從水溶液中吸附重金屬。例如，從廢水中吸附活性炭去除鎘(II)，汞(II)，和鉛(II)離子，可以給。然而，即使它們?cè)谌芤褐械臐舛确浅５�，也可以以這種方式提取鉑，鈀，和金，等貴金屬。由此，可以從通常在再循環(huán)過(guò)程中產(chǎn)生的稀釋水溶液中回收那些金屬�；钚蕴课�附過(guò)程的機(jī)理取決于初始條件，例如溶液的pH，溫度和吸附的金屬離子的形式。在氰化物溶液的情況下，例如，鈀具有2+氧化態(tài)，其非常穩(wěn)定并且可以容易地被活性炭吸附。很明顯，與氰化物配合物相比，Pd(II)氯化物配合物的穩(wěn)定性較差。有幾篇報(bào)道表明，在活性炭的吸附過(guò)程中，鈀(II)被還原成金屬形式。因此，我們研究了這種還原反應(yīng)可能的條件。這項(xiàng)工作的目的是研究和描述使用活性炭吸附作為吸附劑的Pd(II)離子回收條件，并找出這種活性炭是否也是Pd(II)絡(luò)合物的還原劑。

　　還應(yīng)該提到的是，活性炭比離子交換劑便宜得多，并且由于這一事實(shí)，它對(duì)于回收過(guò)程可能更具吸引力。在研究過(guò)程中，研究了溫度和鈀(II)初始濃度的影響。為此目的，使用我們新開(kāi)發(fā)的活性炭，這種活性炭可以做成顆粒的形式，使其更容易從溶液中分離出來(lái)。這類(lèi)活性炭一般由椰子殼為原料生產(chǎn)的。此外，顆粒具有高機(jī)械強(qiáng)度和比較大的表面積。最后，由于制造過(guò)程中的化學(xué)處理(使用蒸汽和正磷酸活化)，這種活性炭具有顯著的官能團(tuán)表面濃度(約18m mol·g-1)，可以起到還原劑或離子的作用。

　　圖1：氯化鈀復(fù)合離子初始濃度的初始濃度對(duì)活性炭吸附影響。實(shí)驗(yàn)條件：pH1，Cl-=0.1mol·kg-1。

　　鈀初始濃度對(duì)活性炭吸附的影響

　　活性炭的吸附能力與其表面及其孔隙率有關(guān)，接下來(lái)，研究了氯化鈀離子的初始濃度對(duì)添加活性炭后溶液中的平衡濃度的影響。根據(jù)Lambert-Beer定律，在這些波長(zhǎng)下溶液吸光度的降低與溶液中Pd(II)濃度的降低成正比。我們假設(shè)這種減少對(duì)應(yīng)于吸附在活性炭表面上的鈀的量。根據(jù)計(jì)算的Pd(II)濃度隨時(shí)間的變化，推導(dǎo)出沉積過(guò)程的動(dòng)力學(xué)曲線。注冊(cè)動(dòng)力學(xué)曲線，[的PdCl 4 2對(duì)時(shí)間，示于圖1。可以觀察到溶液中PdCl 4 2-的濃度接近恒定值，該恒定值不等于零。在這種情況下，這一觀察是最重要的，因?yàn)樗�表明溶液和活性炭之間的氯化鈀(II)絡(luò)合物的平衡分布。在系統(tǒng)中存在這種平衡可以提供關(guān)于吸附過(guò)程的熱力學(xué)的信息。

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

　　X射線光電子能譜分析研究

　　吸附過(guò)程之前和之后材料的完整XPS光譜如圖2所示�？紤]到觀察到的溶液中Pd(II)濃度的降低，估計(jì)鈀負(fù)載等于0.7%(m/m)�？梢钥闯鰜�(lái)自鈀的峰出現(xiàn)。對(duì)這個(gè)峰值進(jìn)行更深入的分析可以為我們提供有關(guān)鈀電子結(jié)構(gòu)的信息。

　　圖3：(A)活性炭的SEM分析，(B)選擇區(qū)域的放大率，(C和D)吸附氯化鈀(II)絡(luò)合離子后的EDS截面分析。

　　使用掃描顯微鏡，進(jìn)行樣品分析。吸附試驗(yàn)后的活性炭樣品在60℃下干燥。然后，將顆粒分成兩份，并使用砂紙(造粒1000)拋光所獲得的表面直至表面平坦。之后，進(jìn)行EDS分析。加速電壓等于20kV。獲得的結(jié)果如圖3所示。

　　圖4：活性炭解吸過(guò)程的效率。

　　活性炭表面剝離鈀

　　在活性炭表面存在二氯化鈀的情況下，應(yīng)該可以根據(jù)方程解吸它。因此，解吸試驗(yàn)在室溫(20℃)進(jìn)行，使用100厘米3鹽酸(濃度為1mol·kg-1)或100厘米3的高氯酸鹽酸(濃度1mol.kg-1)。必須提及的是，吸附實(shí)驗(yàn)在pH等于1下進(jìn)行，而汽提過(guò)程在pH等于0下進(jìn)行。由鈀(II)負(fù)載的活性炭樣品取自先前的吸附實(shí)驗(yàn)。通過(guò)過(guò)濾將預(yù)加載的活性炭與溶液分離，然后在60℃下干燥。接著，將干燥的預(yù)加載的活性炭與鹽酸溶液混合。解吸試驗(yàn)進(jìn)行約10個(gè)月。在前2天，觀察到溶液中鈀(II)濃度的快速增加，最終在12天后獲得恒定值。這些結(jié)果如圖4所示作為黑色方塊。為了確保這確實(shí)是最終的平衡，樣品在接下來(lái)的10個(gè)月內(nèi)留在溶液中。在此時(shí)間之后獲得的值顯示為紅點(diǎn)。過(guò)量的鹽酸是顯著的，它應(yīng)該足以溶解二氯化鈀。結(jié)果表明，平衡狀態(tài)不受時(shí)間影響，表明觀察到的狀態(tài)是最終狀態(tài)。似乎在該實(shí)驗(yàn)期間，只有約50-65%的鈀(II)物質(zhì)可以從活性炭表面洗脫。如上所述，施加過(guò)量的鹽酸。因此，一方面，不完全洗脫可以通過(guò)Pd2 OCl2的形成來(lái)解釋或活性炭表面上的另一種鈀(II)化合物。另一方面，它可能僅僅與出現(xiàn)與初始狀態(tài)不同的新平衡狀態(tài)有關(guān)。為了切斷推測(cè)，進(jìn)行簡(jiǎn)單的第二次解吸試驗(yàn)，其中使用來(lái)自第一次解吸試驗(yàn)的活性炭。實(shí)驗(yàn)條件和程序與第一次解吸試驗(yàn)期間的相同。觀察到鈀(II)的洗脫再次發(fā)生。在最初的24小時(shí)后，高達(dá)17%的剩余鈀(II)被解吸，而在2個(gè)月后，總解吸效率達(dá)到98.4%的水平。

　　我們的結(jié)果表明，在活性炭化學(xué)吸附氯化鈀(II)絡(luò)合離子的過(guò)程中，在活性炭的表面上形成二氯化二鈀或二氯化鈀，并且在活性炭表面上不存在金屬鈀。活性炭的容量取決于實(shí)驗(yàn)條件，并且在20℃的溫度下可達(dá)到42mg·g-1的水平。在60℃的溫度下，該負(fù)荷隨溫度升高至67mg·g-1而略微增加。鈀吸附過(guò)程應(yīng)在盡可能低的溫度下進(jìn)行。

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