活性炭吸附電解氯苯氧乙酸，本文比較了兩種活性炭在氯苯氧乙酸電沉積(脫氯)第一階段的吸附和第一階段的性質(zhì)，并討論了表面積對(duì)這些活性炭材料電化學(xué)行為的影響。兩種活性炭，具有十倍不同的表面積用作所接收的吸附劑和電極材料。分子中具有不同數(shù)目Cl原子的兩種氯有機(jī)物，4-氯苯氧基乙酸和2,4-二氯苯氧基乙酸從含有低濃度吸附物的中性含水電解質(zhì)溶液中吸附在活性炭樣品上。使用粉末電極技術(shù)進(jìn)行石墨化炭黑的循環(huán)伏安法研究，并使用HPLC測(cè)量環(huán)化期間有機(jī)物濃度的下降。對(duì)于具有較小表面積的活性炭，法拉第反應(yīng)的存在未被電容性電流掩蓋，并且觀察到奎寧/氫醌類吸附系統(tǒng)的特征良好形狀的法拉第二峰。這表明這些材料在氯有機(jī)電沉積(通過(guò)脫氯)中具有活性。

　　活性炭通常用作從液體中去除污染物的過(guò)程中的吸附劑，電極材料，催化劑和催化劑載體。生物降解性差的鹵化有機(jī)污染物，如氯苯氧乙酸，通常存在于地表水中，有時(shí)存在于飲用水中，對(duì)人體健康極為有害。其從水生環(huán)境去除是目前的局部對(duì)象。已經(jīng)評(píng)估了使用各種形式的活性炭作為吸附劑和/或電極材料的吸附和隨后的電化學(xué)處理，用于在水性介質(zhì)中去除和破壞這些污染物。各種碳電極材料，如活性炭，碳纖維，炭黑，玻璃碳，石墨，以及純硼和摻硼金剛石已用于工業(yè)應(yīng)用和實(shí)驗(yàn)室中氯有機(jī)物的電氧化去除學(xué)習(xí)。

　　活性炭吸附

　　將氯苯氧基乙酸在20℃下從含有1mM濃度的吸附物的電解質(zhì)水溶液(100cm 30.1M Na 2 SO 4)吸附在活性炭樣品上。通過(guò)HPLC測(cè)量氯苯氧基乙酸的初始，分別測(cè)試初始濃度和搖動(dòng)6個(gè)小時(shí)后的濃度。使用0.1M Na 2 SO 4中的循環(huán)伏安法作為空白電解質(zhì)溶液進(jìn)行活性炭電極的電化學(xué)研究。在先前的真空解吸后，將粉末狀活性炭置于電極容器中并用脫氣溶液浸透以獲得約5mm的沉降層。首先，一旦其值穩(wěn)定，就在無(wú)氧氣氛中測(cè)量碳電極的電位響應(yīng)。接下來(lái)，使用典型的三電極系統(tǒng)和配備有恒電位儀的模塊化電化學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行循環(huán)伏安法(CV)，由軟件驅(qū)動(dòng)。測(cè)量所有電位，并報(bào)告氯化鉀飽和甘汞電極(SCE)。鉑金紗布作為對(duì)電極。環(huán)化(掃描速率為5mV/s)始終從正電位方向的零開(kāi)始。所有CV測(cè)量均在-0.3和+1.2V之間進(jìn)行潛在范圍排除了水的電解。記錄第一個(gè)循環(huán)以及最終的CV曲線，當(dāng)它們的形狀變得可重復(fù)時(shí)(重復(fù)CV掃描沒(méi)有變化)。

　　通過(guò)拉曼光譜法獲得活性炭的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)(圖1)。在1000和2000cm-1范圍內(nèi)收集光譜，其對(duì)應(yīng)于提供關(guān)于活性炭結(jié)構(gòu)的最有價(jià)值數(shù)據(jù)的波數(shù)范圍。兩個(gè)拉曼帶出現(xiàn)在1310和1600cm-1附近。后一帶對(duì)應(yīng)于基底石墨烯層中的E2g模式(拉伸振動(dòng))。該特征的寬度與平面芳香層內(nèi)的無(wú)序程度有關(guān)。位于1310cm-1的D帶與紊亂有關(guān)，由于無(wú)定形和準(zhǔn)晶體形式的碳材料缺乏長(zhǎng)程有序，這種禁用模式變得活躍。當(dāng)樣品變得更加無(wú)定形時(shí)，寬度變寬。

　　圖1：活性炭的拉曼光譜：1、活性炭-A，2、活性炭-B。

　　初始活性炭品的FTIR光譜(圖2光譜1)指出其表面化學(xué)結(jié)構(gòu)的差異。它主要是C-O-C基團(tuán)(結(jié)構(gòu)氧氣)時(shí)所觀察到(1100厘米-1的活性炭-A樣品中)幾個(gè)含氧部分存在的活性炭-A樣品中(圖2b)中。有下列吸附(圖兩者的相似性和在FTIR光譜中的電極材料中的形狀差異2和2B，曲線2和3)和在中性伏安環(huán)化(0.1M的Na 2 SO 4)電解質(zhì)溶液(圖：2a和2b，曲線2'，3')含有氯苯氧基乙酸作為吸附劑和/或去極化劑。在主峰的相對(duì)強(qiáng)度的變化與小窄峰的外觀(例如接近1500，1380，1300厘米-1和在880-700厘米-1區(qū)域)由于物理吸附的除草劑取決于活性炭的類型，它們的表面化學(xué)和孔隙率。伏安環(huán)化后觀察到光譜變化，即1630cm-1(醌類部分)和1440cm-1條帶(羥基部分)的相對(duì)強(qiáng)度顯著增加，以及1250-950cm的重疊條帶-1由于氯酚和電解級(jí)除草劑分子的電化學(xué)吸附以及部分電化學(xué)作用，表明氯(酚-羧酸酯)可能表明氯酚(由氯苯氧基乙酸的水解)和/或醌環(huán)裂解在表面上化學(xué)吸附物質(zhì)的電離和氧化。在伏安環(huán)化過(guò)程中醌/氫醌類分子的額外表面覆蓋可能導(dǎo)致觀察到活性炭電極的雙電層容量降低。

　　圖2：活性炭-A(a)和活性炭-B(b)的FTIR光譜：初始(1)，吸附(2-3)和電化學(xué)環(huán)化(2'，3')從含有4-氯苯氧基乙酸的電解質(zhì)溶液。

　　活性炭電極材料多孔結(jié)構(gòu)的類型和分布在氯代苯氧基電極在活性炭電極上電沉積的初始階段起著決定性作用。這是通過(guò)對(duì)活性炭電極材料(由電解產(chǎn)物覆蓋的表面)的FTIR光譜變化的解釋證實(shí)的。根據(jù)其表面積的比例，活性炭-A的4-氯苯氧基乙酸和2,4-二氯苯氧基乙酸的吸附量比活性炭-B大約10倍。對(duì)于具有大表面積的活性炭而言，去除的能力(在120小時(shí)伏安環(huán)化后)比低孔活性炭來(lái)說(shuō)強(qiáng)大近四倍。

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