改性石墨烯電吸附去除水中砷離子

徐 斌，吳文倩，皋海嶺，張毅敏，張書陵

(1.生態(tài)環(huán)境部南京環(huán)境科學(xué)研究所，江蘇 南京 210042;2.南京市水利規(guī)劃設(shè)計院股份有限公司，江蘇南京 210008;3.河海大學(xué)環(huán)境學(xué)院，江蘇南京 210098;4.常州大學(xué)環(huán)境與安全工程學(xué)院，江蘇常州 213164)

砷類重金屬離子具有高毒性、致癌性和生物積累性等危害。含砷礦物的冶煉和含砷產(chǎn)品的生產(chǎn)制造過程會產(chǎn)生含砷的廢氣、廢水和廢渣，使得砷及其化合物加速進(jìn)入水環(huán)境中，從而對水環(huán)境安全造成嚴(yán)重威脅。因此，對水中含砷離子的凈化具有重要意義［1］。目前水中砷污染的去除技術(shù)包括化學(xué)沉淀、離子交換、吸附、膜過濾、生物法等［2］。吸附法因為操作簡單、應(yīng)用廣泛，受到了研究人員的高度關(guān)注。電容去離子技術(shù)(CDI)是一種新型的電吸附技術(shù)，其運行成本低、高效且無二次污染，具有較好的應(yīng)用前景［2］。

電極材料在CDI技術(shù)中起到非常關(guān)鍵的作用，其性能直接影響電吸附去除效果。理想的電極材料應(yīng)具有較大的比表面積、合理的孔徑分布、良好的導(dǎo)電性、較高的比電容。較大的比表面積可以提供更多的空位吸附離子，合理的孔徑分布可以減小離子擴散阻力，良好的導(dǎo)電性有利于提高離子的傳輸速率，較高的比電容有利于雙電層電容吸附［3］。石墨烯材料因具有優(yōu)異的電子傳輸、導(dǎo)熱、機械加工性能以及大的理論比表面積、高的理論比電容等優(yōu)勢，在CDI領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。但二維石墨烯在制備過程中由于范德華力以及π—π鍵的相互作用，片層間發(fā)生“層-層”堆垛現(xiàn)象，導(dǎo)致實際比表面積和比電容遠(yuǎn)小于理論值，微孔內(nèi)的雙電層因產(chǎn)生重疊而減弱，阻止離子進(jìn)入，從而降低了吸附容量，限制了其CDI脫鹽性能［4］。金屬氧化物納米粒子的嵌入可以明顯改善二維石墨烯的電化學(xué)性能［5］。EL-DEEN 等［6］制備了石墨烯/MnO2復(fù)合材料，發(fā)現(xiàn)棒狀MnO2摻雜的電極材料比電容達(dá)到292 F·g-1，脫鹽率可達(dá)到 93%。LI等［7］采用水熱合成法制備了石墨烯/Fe3O4納米復(fù)合電極材料，該材料的電吸附能力和電流效率比原石墨烯材料高出近2倍。TiO2是親水性金屬氧化物，與二維石墨烯結(jié)合時易于錨定，抑制片層間聚集，提高比表面積和改善孔隙分布［8］。此外，目前國內(nèi)外大多將CDI技術(shù)應(yīng)用于海水淡化、苦鹽水脫鹽領(lǐng)域，對水中砷離子去除研究較少。該研究采用水熱法制備石墨烯/TiO2(GA/TiO2)復(fù)合材料，在對其微觀結(jié)構(gòu)、物化性能進(jìn)行充分表征的基礎(chǔ)上將其組裝成CDI電極，探究其對砷離子的電吸附性能、機理及其影響因素。

1 研究方法

1.1 實驗材料

試劑:高純石墨(直徑0.045 mm)、TiCl3溶液、高錳酸鉀、濃硫酸、雙氧水、磷酸、鹽酸、氨水、無水乙醇(分析純，國藥集團化學(xué)試劑有限公司);聚四氟乙烯濃縮液、砷標(biāo)準(zhǔn)溶液(1 000 μg·mL-1，pH值＜4)購于上海阿拉丁生化科技股份有限公司。

實驗儀器:掃描電子顯微鏡(日本Hitachi，S-4800);氮氣吸附-脫附分析儀(美國Quantatech，Auto-sorb-iQA3200-4);拉曼光譜(英國Renishaw，Invia);X射線光電子能譜儀(美國Thermo Scientific，K-Alpha+);電化學(xué)工作站(上海辰華，CHI660E);電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(上海一恒，DHG-9140A);電子天平(德國 Sartorius，BSA224S);超聲波清洗器(昆山禾創(chuàng)，KH-100B);蠕動泵(上海雷磁，BT-1002J);實驗用水為去離子水。

1.2 GA和GA/TiO2復(fù)合材料的制備

以高純石墨為原材料，采用改進(jìn)的Hummers法制備氧化石墨烯分散液［9］，取2 mg·mL-1的氧化石墨烯分散液50 mL置于100 mL的反應(yīng)釜中，移入烘箱中，180℃條件下反應(yīng)12 h，得到石墨烯水凝膠產(chǎn)物，將其冷凍干燥處理得到GA材料。取2 mg·mL-1的氧化石墨烯分散液50 mL置于100 mL燒杯中，在劇烈攪拌的條件下加入一定量的TiCl3溶液和微量氨水，混合溶液繼續(xù)攪拌0.5 h完全反應(yīng)后轉(zhuǎn)移到100 mL的反應(yīng)釜中，隨后放入烘箱中180℃條件下反應(yīng)12 h后取出，獲得GA/TiO2水凝膠產(chǎn)物。冷凍干燥處理后得到GA/TiO2復(fù)合材料［10］。

1.3 CDI測試系統(tǒng)的構(gòu)建

CDI測試系統(tǒng)由直流電源、蠕動泵、儲液槽、吸附電極模具組成，其中吸附電極模具由2塊尺寸約10 cm×10 cm的有機玻璃板、硅膠墊片、集流體和無紡布絕緣隔膜組裝而成，如圖1所示。集流體制備方法如下:按質(zhì)量比8∶1∶1的比例將GA/TiO2復(fù)合材料、聚四氟乙烯和乙炔黑放在瑪瑙研缽中，滴加少量乙醇和去離子水作為溶劑，反復(fù)研磨至混合均勻，涂覆到0.2 mm厚的泡沫鎳上(涂覆面積為6 cm×6 cm)后置于烘箱中60℃下干燥。

1.4 電容去離子吸附實驗

電吸附實驗采用單因素實驗的方法。研究電壓(1.0～1.6 V)、循環(huán)流速(10～30 mL·min-1)、溫度(25～35℃)、砷離子初始質(zhì)量濃度(0.05～0.2 mg·L-1)等因素對砷離子去除效果的影響。在實驗開始前，先用去離子水清洗CDI模塊中可溶解或脫落的物質(zhì)。再用待測濃度溶液在不加電壓的情況下單程通過CDI模塊直到濃度不變，以消除物理吸附的影響。之后采用圖1(a)所示的CDI循環(huán)測試系統(tǒng)進(jìn)行電容去離子吸附實驗。

圖1 電容去離子技術(shù)(CDI)性能測試系統(tǒng)和吸附電極模具結(jié)構(gòu)示意Fig.1 Schematic diagram of CDI system and diagram of adsorption electrode mould

為了研究電極的再生性能，當(dāng)電極吸附飽和之后除去外加電場，同時用去離子水進(jìn)行單程清洗，使得吸附的砷離子脫附到溶液中，至電導(dǎo)率不再改變時即完成電極再生［10-11］。砷離子的測定方法采用石墨爐原子吸收分光光度法，檢出限0.002 μg·mL-1。對砷離子電吸附量(QEC)和去除效率(η)分別按式(1)和(2)計算［12］:

式(1)～(2)中，C0和Ce分別為砷離子溶液的初始質(zhì)量濃度和達(dá)到吸附平衡時的質(zhì)量濃度，mg·L-1;V為溶液體積，L;M為活性電極材料質(zhì)量，g。

采用Freundlich模型和Langmuir模型擬合CDI電極對砷離子的等溫吸附行為。Freundlich模型假定吸附劑的表面為非均勻表面，此模型適合于化學(xué)和物理吸附并存的多種情況［13］。Langmuir模型假定吸附過程為單層吸附，被吸附的分子或原子之間不存在相互作用［14］。Freundlich和 Langmuir的線性表達(dá)式［15-16］分別為

式(3)～(4)中，qe為平衡吸附量，mg·g-1;Ce為平衡質(zhì)量濃度，mg·L-1;KF為Freundlich吸附常數(shù);1/n為Freundlich吸附系數(shù);qm為最大吸附容量，mg·g-1;KL為Langmuir吸附常數(shù)。

采用準(zhǔn)一級和準(zhǔn)二級動力學(xué)方程擬合CDI電極對砷離子的吸附動力學(xué)行為，準(zhǔn)一級動力學(xué)方程和準(zhǔn)二級動力學(xué)方程［17］分別為

式(5)～(6)中，qe為平衡吸附量，mg·g-1;qt為t時刻的吸附量，mg·g-1;K1和K2分別為準(zhǔn)一級和準(zhǔn)二級吸附速率常數(shù)。

2 結(jié)果與討論

2.1 對GA和GA/TiO2復(fù)合材料的表征及分析

2.1.1 微觀形貌分析

圖2(a)和(b)分別是GA的掃描電鏡(SEM)和透射電鏡(TEM)形貌圖，GA呈現(xiàn)無定形的二維平面片層結(jié)構(gòu)。圖2(c)和(d)是GA/TiO2復(fù)合材料的SEM和TEM形貌圖，摻雜TiO2顆粒后薄紗狀結(jié)構(gòu)被破壞，呈現(xiàn)明顯的三維結(jié)構(gòu)。TiO2納米粒子分布在褶皺的GA納米片層間，有助于抑制片層的聚集，形成超薄GA片層包裹TiO2顆粒的“三明治”結(jié)構(gòu)。

2.1.2 比表面積和孔結(jié)構(gòu)分析

圖3是GA和GA/TiO2復(fù)合材料的N2吸附-脫附曲線。N2吸附-脫附曲線均為Ⅳ型吸附等溫線［18］，隨著相對壓力P/P0的增大，N2吸附量增加。在較高P/P0區(qū)發(fā)生毛細(xì)凝聚，出現(xiàn)滯后環(huán)，表明樣品中含有介孔結(jié)構(gòu)［3］。

GA/TiO2滯后環(huán)的相對壓力在0.4～0.9之間，表明介孔分布范圍較寬。2種材料的孔結(jié)構(gòu)參數(shù)見表1。GA的平均孔徑是微孔，GA/TiO2復(fù)合材料的平均孔徑為介孔，介孔結(jié)構(gòu)有利于離子的傳輸與吸附。此外GA/TiO2復(fù)合材料的比表面積和孔體積均優(yōu)于GA材料，這主要歸功于TiO2在GA片層中間的“支架”作用，阻礙了水熱反應(yīng)時的團聚現(xiàn)象。

圖2 石墨烯(GA)和GA/TiO2的掃描電鏡(SEM)和透射電鏡(TEM)形貌Fig.2 SEM and TEM images of GA and GA/TiO2

圖3 GA和GA/TiO2的孔徑分布和N2吸附-脫附曲線Fig.3 Pore size distribution and nitrogen adsorption-desorption isotherms of GA and GA/TiO2

表1 GA和GA/TiO2的孔結(jié)構(gòu)參數(shù)Table 1 Pore structure parameters of GA and GA/TiO2 materials

2.1.3 拉曼光譜分析

圖4為GA和GA/TiO2復(fù)合材料的拉曼光譜圖。約1 338和1 590 cm-1處有2個典型特征峰(D峰和G峰)，且D峰的強度高于G峰。2個峰的強度比(ID/IG)表示樣品結(jié)構(gòu)的無序程度和表面粗糙度，GA/TiO2復(fù)合材料ID/IG比為 1.11，高于 GA(1.05)，表明摻雜TiO2后GA無序度和表面粗糙程度增加［19］。仔細(xì)觀察GA/TiO2復(fù)合材料的拉曼光譜，2 500～3 000 cm-1出現(xiàn)2D和G"峰，表明氧化石墨烯被部分還原［20］。此外，156.0(Eg)、393.7(B1g)和636.1 cm-1(Eg)處出現(xiàn)特征峰，表明摻雜的TiO2納米粒子晶型為銳鈦礦相。

圖4 GA和GA/TiO2的拉曼光譜Fig.4 Raman spectra of GA and GA/TiO2

2.1.4 電化學(xué)特性

循環(huán)伏安法(CV)是檢測材料電化學(xué)性能的一種有效手段，圖5是GA和GA/TiO2復(fù)合材料在不同掃描速率下(0.01～0.1 V·s-1)的CV曲線。

圖5 GA和GA/TiO2在不同掃描速率下的循環(huán)伏安(CV)曲線Fig.5 The CV curves of GA and GA/TiO2at different scan rate

從圖中可以看出CV曲線呈現(xiàn)出類似矩形的電勢窗口，曲線平滑且沒有明顯的氧化還原峰，表明發(fā)生雙電層電容吸附，未發(fā)生法拉第氧化還原反應(yīng)，體現(xiàn)了良好的電容穩(wěn)定性。圖5(c)是掃描速率為0.01 V·s-1時的CV曲線，GA/TiO2復(fù)合材料的電勢窗口面積大于GA，說明復(fù)合材料的比電容值高［21］，歸因于TiO2納米顆粒的嵌入撐開了GA片層間距，為離子的吸附過程中的傳輸和存儲提供了路徑和空間。根據(jù)比電容量計算公式可以計算得到不同材料在不同掃描速率下的比電容［22］:

式(7)中，C為比電容量，F(xiàn)·g-1;I為電流，A;V為電壓，V;ΔV為電壓差值，V，v為掃描速率，V·s-1;m為電極質(zhì)量，g。經(jīng)過計算可知掃描速率為0.01 V·s-1時，GA/TiO2的比電容為 320.75 F·g-1，遠(yuǎn)高于GA的比電容(121.15 F·g-1)，進(jìn)一步說明TiO2的摻雜提高了石墨烯材料的比電容量，更有利于電吸附。

電化學(xué)交流阻抗譜可以分析離子在電極材料中的傳輸動力學(xué)及界面反應(yīng)，圖6是GA和GA/TiO2復(fù)合材料的電化學(xué)阻抗圖。與GA相比，GA/TiO2復(fù)合材料在高頻區(qū)半圓形直徑較小，低頻區(qū)近似直線，斜率較大，表明TiO2納米顆粒的摻雜降低了材料內(nèi)阻，提高了離子轉(zhuǎn)移速率［23］，GA/TiO2復(fù)合材料電化學(xué)性能優(yōu)于GA。

圖6 電極材料的尼奎斯特圖Fig.6 Nyquist impedance plots for the electrode materials

2.2 GA電極和GA/TiO2電極CDI去除砷性能研究

2.2.1 電壓對電吸附效果的影響

在砷離子初始質(zhì)量濃度為0.1 mg·L-1，循環(huán)流速20 mL·min-1，溫度為25℃條件下，研究外加電壓分別為1.0、1.2、1.4和1.6 V時CDI去除砷效果(圖7)。不同電壓下砷離子濃度隨著時間的增加而逐漸減小，在60 min時GA電極和GA/TiO2電極吸附砷離子達(dá)到飽和，電吸附過程處于平衡狀態(tài)。此外，隨著電壓的增加，砷離子濃度下降幅度增加，電極吸附量增加。在一定電壓范圍內(nèi)，電極上的電荷量與電壓成正比，因此工作電壓越高，電極與溶液界面所形成的雙電層越厚，吸附在電極上的砷離子越多［24］。不同電壓下GA/TiO2電極CDI除砷性能優(yōu)于GA電極。當(dāng)外加電壓為1.2 V時，GA/TiO2電極對砷離子的吸附量為2.46×10-2mg·g-1，優(yōu)于文獻(xiàn)［12，25］的砷離子電吸附量。當(dāng)外加電壓為1.6 V時，GA電極和GA/TiO2電極對砷離子的吸附量達(dá)到最高值，分別為1.648×10-2和2.976×10-2mg·g-1，去除效率分別為41.2%和74.4%。

圖7 外加電壓對GA/TiO2電極和GA電極去除砷離子的影響Fig.7 Effect of applied voltages on removal of As ions by GA/TiO2and GA electrodes

2.2.2 循環(huán)流速對電吸附效果的影響

在砷初始質(zhì)量濃度為0.1 mg·L-1、外加電壓為1.6 V、溫度為25℃條件下，研究循環(huán)流速分別為10、20和30 mL·min-1時CDI去除砷的效果(圖8)。不同循環(huán)流速對于砷離子吸附效果并沒有很明顯的影響，最終吸附平衡濃度和吸附量幾乎沒有變化，但對吸附平衡時間有一定影響。CDI達(dá)到吸附平衡的速度隨著循環(huán)流速的增加而減少，循環(huán)流速為20和30 mL·min-1的吸附平衡時間短于10 mL·min-1。當(dāng)循環(huán)流速增加時，溶液在吸附電極模具內(nèi)部的停留時間縮短，進(jìn)出吸附電極模具溶液的離子濃度差降低，因而其內(nèi)部的平均離子濃度升高，CDI電極去除砷速率增加［26］。在不同流速條件 下，GA/TiO2電極CDI除砷性能優(yōu)于GA電極。

圖8 循環(huán)流速對GA/TiO2電極和GA電極去除砷離子的影響Fig.8 Effect of circulating flow rates on removal of As ion by GA/TiO2and GA electrodes

2.2.3 溫度對電吸附效果的影響

圖9 溫度對GA/TiO2電極和GA電極去除砷離子的影響Fig.9 Effect of temperature on removal of As ion by GA/TiO2and GA electrodes

在砷初始質(zhì)量濃度為0.1 mg·L-1、外加電壓為1.6 V、循環(huán)流速為20 mL·min-1條件下，研究溫度分別為25、30、35℃時CDI去除砷效果(圖9)。隨著溫度的升高，砷離子平衡時的濃度越高，CDI對砷離子去除效率和電吸附量均下降。當(dāng)溫度從25℃升至35℃時，GA電極和GA/TiO2電極對砷離子去除效率分別由41.2%和74.4%下降至32.4%和61.4%，電吸附量分別由1.648×10-2和2.976×10-2mg·g-1下降至 1.296×10-2和 2.456×10-2mg·g-1。這是因為隨著溫度升高，電極表面的雙電層穩(wěn)定性降低，電極過電位減小，電場力減弱，電極表面對離子的吸附能力降低。此外溶液的黏度降低，電極表面對離子的黏附力降低［27］。不同溫度條件下，GA/TiO2電極CDI除砷性能優(yōu)于GA電極。

2.2.4 初始質(zhì)量濃度對電吸附效果的影響

在外加電壓為 1.6 V，循環(huán)流速為 20 mL·min-1，溫度為25℃條件下，研究砷初始質(zhì)量濃度分別為 0.05、0.08、0.10、0.15 和 0.20 mg·L-1時 CDI去除砷效果(圖10)。砷離子質(zhì)量濃度隨著時間的變化在不斷降低，在60 min左右達(dá)到吸附飽和。GA/TiO2電極CDI除砷性能優(yōu)于GA電極。隨著砷離子初始質(zhì)量濃度的升高，CDI電吸附量逐漸增加，但是去除效率卻降低。根據(jù)雙電層理論，電吸附量與初始離子質(zhì)量濃度的1/2次方成正比［22］，隨著初始離子質(zhì)量濃度的增加，孔隙中的雙電層電容發(fā)生離子重疊效應(yīng)越小［28］，CDI電吸附量越大。但是當(dāng)離子質(zhì)量濃度增大到一定值時，離子增長的絕對數(shù)量要遠(yuǎn)大于電極材料本身能吸附的最大飽和數(shù)值，反而會引起吸附效率的降低。

圖10 初始質(zhì)量濃度對GA/TiO2和GA電極去除砷離子的影響Fig.10 Effect of initial concentration on removal of As ion by GA/TiO2and GA electrodes

2.2.5 電極再生性能

GA/TiO2電極的砷離子吸附再生循環(huán)能力研究結(jié)果如圖11所示。隨著吸附-解吸循環(huán)的進(jìn)行，電極的再生循環(huán)性能逐漸下降，但是前4次循環(huán)能保持較良好的吸附效果，CDI電極第1次到第4次的砷電吸附量分別為 2.976×10-2、2.618×10-2、2.436×10-2和2.176×10-2mg·g-1。再生研究結(jié)果證明，GA/TiO2電極電吸附-脫附再生是可行的，吸附量下降的原因是由于電吸附過程中存在部分物理化學(xué)吸附，導(dǎo)致小部分砷離子不能完全從電極上脫附。圖12(a)是GA/TiO2電極再生循環(huán)吸附4次后的X射線光電子能譜(XPS)圖，圖12(b)是As元素3 d軌道(As3d)峰圖，存在As3d峰表明砷在電極上有殘留，電極和砷之間存在化學(xué)吸附。

圖12 GA/TiO2電極再生循環(huán)吸附4次后的X射線光電子能譜(XPS)和As元素3 d軌道(As3d)峰圖Fig.12 XPS and As3d spectra of GA/TiO2electrode after 4 regenerated electrosorptive cycles

圖11 GA/TiO2電極的再生循環(huán)吸附性能Fig.11 Regenerated electrosorptive capacity of GA/TiO2electrode

2.3 模型擬合

2.3.1 吸附等溫模型擬合

為了探究CDI電極對砷離子的等溫吸附行為，采用Freundlich模型和Langmuir模型來進(jìn)行擬合(圖13)。Freundlich等溫吸附擬合參數(shù)為:KF為0.169 8，1/n為 0.445 9，R2為 0.965 3;Langmuir等溫吸附擬合參數(shù)為:KL為 39.732，qm為 0.070 1 mg·g-1，R2為 0.891 4。

圖13 Freundlich模型和Langmuir模型的線性擬合結(jié)果Fig.13 Linear fitting of Freundlich model and Langmuir model

對比表2中的線性擬合數(shù)據(jù)可知，F(xiàn)reundlich模型對GA/TiO2電極CDI去除砷實驗結(jié)果的擬合精度比Langmuir模型要高，R2大于0.96。1/n＜1時，說明存在吸附劑和被吸附物質(zhì)之間的分子吸引，GA/TiO2電極在進(jìn)行CDI除砷時包含物理、化學(xué)吸附2種吸附行為，可能是GA/TiO2復(fù)合材料在制備的過程中表面仍殘留部分含氧基團，此部分區(qū)域發(fā)生化學(xué)吸附行為。

2.3.2 吸附動力學(xué)模型擬合

為了探究CDI電極對砷的吸附動力學(xué)行為，采用準(zhǔn)一級和準(zhǔn)二級動力學(xué)方程擬合不同外加電壓下初始質(zhì)量濃度為0.1 mg·L-1的砷離子CDI吸附過程，評估吸附速率和平衡吸附量。擬合結(jié)果如圖14所示，擬合參數(shù)見表2。

圖14 不同電壓下GA/TiO2電極CDI除砷的準(zhǔn)一級動力學(xué)模型和準(zhǔn)二級動力學(xué)模型Fig.14 The pseudo first order kinetic model and the pseudo second order kinetic model for As removal by CDI at different voltages

表2 不同電壓下GA/TiO2電極CDI除砷動力學(xué)擬合參數(shù)Table 2 Kinetic parameters of As removal by CDI at different voltage

由圖14可知，CDI去除砷離子的吸附過程與準(zhǔn)一級、準(zhǔn)二級動力學(xué)方程擬合結(jié)果基本吻合，結(jié)合表3可以發(fā)現(xiàn)平衡吸附量隨著電壓的增大而增大，不同電壓條件下所有的擬合相關(guān)系數(shù)R2均大于0.98，準(zhǔn)一級動力學(xué)方程的R2更接近1，因此準(zhǔn)一級動力學(xué)方程可以更好地描述GA/TiO2電極CDI去除砷的動力學(xué)過程。

3 結(jié)論

(1)采用水熱法制備得到的GA/TiO2復(fù)合材料呈現(xiàn)出三維多孔結(jié)構(gòu)，比表面積、孔隙結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性質(zhì)優(yōu)于對比的GA材料。掃描速率為0.01 V·s-1時，GA/TiO2的比電容達(dá)到 320.75 F·g-1。將GA和GA/TiO2材料組裝成電極應(yīng)用于CDI去除砷離子，發(fā)現(xiàn)GA/TiO2電極性能優(yōu)于GA電極。

(2)不同工藝(電壓、循環(huán)流速、溫度、初始質(zhì)量濃度)對GA/TiO2電極和GA電極去除砷離子有影響:隨著電壓的增大，去除率和吸附量均增大;隨著溫度的升高，去除率和吸附量均減小;隨著初始質(zhì)量離子濃度的增大，去除率減小、吸附量增大;循環(huán)流速影響吸附達(dá)到平衡的時間。

(3)GA/TiO2電極對砷離子去除過程滿足準(zhǔn)一級動力學(xué)方程和Freundlich吸附等溫模型。