汞的去除
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以铁和铝做电极用电解法除去水中的Hg2+作者：Charles Péguy Nanseu-Njiki a,∗, Serge Raoul Tchamango a, Philippe Claude Ngom a, André Darchen b, Emmanuel Ngameni aAbstractIn this work, electrocoagulation was used to evaluate the treatment of synthetic solutions containing mercury(II) of concentration 2×10−5 M. The effects of the distance between the electrodes, current density, charge loading and initial pH on the removal efficiency were investigated, using aluminium and iron electrodes. Analysis of the filtrates resulting from the treatment was made by anodic redissolution in the differential pulse mode. The removal efficiency was above 99.9% when the distance between the electrodes was 3 cm, the current density ranging from 2.5 to3.125Adm−2; for instance, 99.95% of the mercury(II) was eliminated whena charge loading of 9.33 and 15.55 Fm−3 were used for iron and aluminium respectively. In these conditions, by varying the pH of the mercury(II) solutions from 3 to 7, the removal efficiency remained higher than 99%. In addition, some experiments were carried out on a river water contaminated with mercury(II) ions, and the results obtained showed that the presence of organic matter do not influence the efficiency of the treatment. The elimination of mercury(II) ions is best performed with iron, where 15 min of electrolysis was sufficient to reach the highest removal compared to aluminium which required 25 min for the same result.在这种工艺中，我们用电凝法来评估含Hg2+量为2×10-5M的污水处理方案。
我们使用铁和铝电极在电极间距、电流密度、电荷负载、最初PH几个方面对Hg2+的去除率进行研究。
我们对一定阳极在差分脉冲模式处理后的滤液进行分析。
电极间的距离是3公分时去除效率99.9%以上,此时电流密度范围从2.5到3.125 Adm−2;比如,当加载在铁和铝上的电荷为9.33和15.55 Fm−3时汞(II)的去除率为99.95%。
在这些条件下，当PH在3—7之间变化时，Hg2+去除率保持在99%。
除此之外，也对含Hg河水进行了一些列实验，结果表明有机物的存在并不能影响处理效果。
使用铁电极时Hg2+的去除效果是最好的，使用铁电极处理15分钟的效果与使用铝电极处理25分钟时一样的。
1.引言无机污染物，特别是重金属污染物对环境的危害很大。
这些重金属，众所周知具有很强的致毒性、致癌性和致畸性。
在各种行业中作为原材料使用的重金属在其废水中重金属的含量严重超过了正常行业标准。
代表性生产是电池和蓄电器，他们是由汞的氧化物，含汞硫酸盐的涂膜剂，医药产品例如红药水（防腐剂）和临床温度计。
含汞废水(II)或其衍生物已经在世界上造成了好几起灾难事件。
最大的污染事件众所周知是由汞引起的，1953年在日本有200多人由于食用甲基汞含量超标的鱼而死去。
其他一些汞污染案例表明一个人当其每日摄取量超过0.25mg 时就会影响中枢神经系统并引起神经系统和肾脏功能紊乱（这有时是无法治愈的）【2，5,6】。
汞通常以无机或有机形式存在。
无机汞通常存在于各种各样的物理状态液体(Hg0)或固体(盐+,Hg2 Hg2 2 +离子或氧化物)。
然而，无机汞可以与有机化合物结合反应并释放有机金属化合物，例如在细菌活动中甲基汞的形成。
在后者的形式,汞更有毒、更易变并具有相对自由的形式。
一般来说,汞污染以其高挥发性更易于其通过空气吸入,其高反应活性更容易让汞与各种各样的其他元素结合,生成相当稳定物质,并能积聚在海的产品。
误食这类产品会对人类产生另一种危害[2、3】。
几种技术方法已被应用于减少汞及其衍生物在废水中的影响。
这类技术有化学混凝、沉淀、电浮选法、活性炭吸附、柱液离子交换，生物膜吸附法和超滤法【4,7,9】。
在一些技术的基础上通过改变原材料的特定基团可以使其更具亲和力【10,13】。
用一些技术在这个领域进行的大部分研究并没有达到完美的去除效果。
而且，在进行这些实验是需要更重要的技术和设备来提高其生产成本。
例如，化学混凝需要一些试剂（铁和铝的水解盐），经常性的PH调整，并且这将导致二次污染【7】。
一份文学报告指出并非没有研究研究汞的净化(II)或其衍生性。
净化效果研究表明在含有其他重金属而不是汞时电凝法去除率可以接近100%。
更重要的是，用这种方法的除污机制并不会产生任何负面影响【4,14,18】。
这项研究的目的是以铁和铝作为电极用电凝法来消除汞离子(II)。
电极间的距离,电流密度、电荷负载和初始溶液酸度等参数的研究也会加强处理效果。
2.材料和方法2.1实验仪器Hg2+的电解实验在一个100ml的烧杯中进行，这个实验使用一个磁性搅拌棒以防废水中产生凝固现象目前提供的直流电源(ERMES M10 SP - 303 - 30 V-3 A)。
分析由阳极redissolution使用-AUTOLAB脉冲模式potentiostat提供一个系统的电化学分析GPES(Eco-Chemie)监测,一台电脑。
工作电极是金子,是一个旋转圆盘。
分别采用饱和甘汞电极(SCE)和铂电极作为参考,辅助电极。
pH值测定340 i /使用多功能设置权重观察者国际(WTW)pH-meter,而化学氧需求(COD)的测定用2500 Odissey哈分光光度计。
2.2 试剂和配制方法试剂在室温条件下用去离子水配制。
所有的药品均用分析纯且在使用时不必再提纯。
玻璃仪器在使用之前先冲洗并用去离子水和浓硫酸（产自Riedel-deHaen的98%浓硫酸）润洗，然后用大量水冲洗并烘干。
Hg2+通过用去离子水溶解适量的硝态汞（产自Riedel-deHaen，含硝酸汞97%）并加入盐酸（产自Prolabo，盐酸含量37%）酸化来制备。
通过加入盐酸或0.1mol/L 的NaOH来调节，然后加入NaCl（产自Prolabo，NaCl含量为99.8%）来增加其导电性。
在用电化学法检测剩余Hg2+含量时使用的试剂是甲基乙酸乙酯酸（产自Prolabo，含EDTANa299%）、NaCl电解液和用以防止Hg2+聚沉的高氯酸（产自Riedel-deHaen，含HClO470%）的混合物。
2.3操作步骤该实验用铁和铝作为电极来进行。
铝电极规格为4*1cm ，而铁电极为宽0.8cm 高4cm 的铁钉。
在每步实验进行前，电极都要先用砂纸打磨，然后用1mol/LH 2SO 4清洗，接着用水冲洗几次【17,18】。
同样材质的电极（阳极和阴极）在1cm 到5cm 之间分割成不同长度平行放入含待处理液100mL 的烧杯中。
每个电极的总接触面积为8cm 2。
试验结束后，收集剩余溶液并分析以检测污染物的去除量。
实验步骤可用下面的图表表示。
2.4数据分析使用红外差分脉冲模式电化学法来处理回收试验后收集的剩余溶液中的汞。
用峰值电流来计算Hg 2+的去除率。
在这些处理过程中,将5mL 电解液和5mL 剩余溶液混合在一个50毫升容积瓶中,用去离子水标定至刻度[19:21]。
具体操作是在常规烧杯中用三种电极(Au-SCE-Pt)处理并分析。
3.结果与讨论汞离子去除率的计算公式(%)η=（C 0—C ）÷C 0×100 （1） 处理前后汞离子浓度的变化。
画出处理前后汞离子变化浓度C-V 曲线。
3.1Hg 2+浓度分析Hg 2+的分析方法一直在不断地更新。
在目前的研究工作工作中，处理后粒子数量的确定是根据Tchinda 等人著作中的处理方法通过在电解液中加入2×10-4moL/L的HClO 4和10-4moL/L EDTANa 2以及10-3moL/L 的NaCl 作为络合剂并相对的增加其导电性来实现的。
表1 在不同脉冲模式下用阳极置换法检测Hg 2+时的电化学参数开始产生沉淀时的电压（E dep ） 0.3V无沉淀产生时的电压（E f ）0.9V 产生沉淀的时间30s 调节时间5ms 调节幅度5mV 脉冲振幅50mV 电极溶解速率 500rpm在分析过程中，在金电极表面Hg 2+和EDTA 的反应过程如下公式：制备Hg 2+试剂 用铁和铝做电极电化学法处理溶液收集处理后的剩余溶液 通过分析计算Hg 2+剩余量HgY-2＋2e- =Hg(0)＋Y-4 (2)在这个反应阶段后，溶液中大约有10s时间无任何反应；在这期间，发生再溶解反应，相对应地，在电极表面附着的Hg会减少。
这种反应现象可用下面的公式来表示：Hg(0)＋Y-4 =Hg(0)＋Y-4 (3)在不同脉冲模式下用阳极置换法检测Hg2+时的电化学参数在表1中可查。
Hg开始析出的电压为0.3V，再溶解电压大约为0.55V。
这解释了Hg析出电压的扫描区间为0.3V～0.9V。
析出量最大的时候为开始析出后30s时。
