(a) 展示吸附方法与电化学沉积之间差异的示意图；
(b) 在吸附过程中，离子扩散到吸附剂表面；
(c) 离子与吸附剂材料上的官能团结合；
(d) 在电沉积过程中，离子迁移到电极以形成双电层；
(e) 离子在电极上被还原成金属形式。
图2 CF-GO电极的表征
(a, b) 通过电泳沉积制备的CF-GO电极的SEM图像；
(c) CF-GO电极的FTIR光谱，显示出氧化石墨烯的官能团；
(d, e) CF-GO电极的XPS表征，显示C 1s和O 1s峰分析；
(f) CF-GO电极的拉曼光谱，显示出氧化石墨烯的D带和G带。
图3 基于CF-GO电极的DC电沉积去除重金属
(a) 与裸CF电极相比，使用CF-GO电极时在不同施加电压和过滤速度条件下，流出物中剩余的Cu浓度；
(b) 与裸CF电极相比，使用CF-GO电极时在不同施加电压和过滤速度条件下，流出物中剩余的Cd浓度；
(c) 与裸CF电极相比，使用CF-GO电极时在不同施加电压和过滤速度条件下，流出物中剩余的Pb浓度；
(d) CF-GO电极去除混合污染中Cu、Cd和Pb的能力。
图4 CF-GO电极在有无偏压条件下去除混合重金属污染的长期性能
(a) CF-GO电极在有无偏压条件下去除混合重金属污染的长期性能比较；
(b) 使用不同浓度的混合离子污水对有无偏压的CF-GO电极进行去除效率比较；
(c, d) 显示在偏压条件下长期过滤性能后CF-GO形态的SEM图像；
(e) 在偏压条件下长期过滤试验后，沉积在CF-GO电极上的Cu的XPS结果；
(f) 在偏压条件下长期过滤试验后，沉积在CF-GO电极上的Cd的XPS结果；
(g) 在偏压条件下长期过滤试验后，沉积在CF-GO电极上的Pb的XPS结果。
图5 Cu、Cd和Pb的选择性回收
(a-c) 使用CF-GO电极时，吸附方法与AC电沉积方法之间Cu、Cd和Pb的去除能力的比较；
(d) 利用不同AC偏压和频率从严重混合污染水中选择性回收Cu、Cd和Pb。
【小结】
本文中，作者开发了一种DC/AC电沉积方法，实现了基于氧化石墨烯电极的使用点水和工业废水中重金属离子的去除和回收。电化学方法显示Cu、Cd和Pb的容量比传统吸附方法高2个数量级（> 29g/g）。在使用点水处理时，DC电沉积方法可同时将所有三种重金属离子去除至安全饮用水平以下，而在高浓度污染中AC电沉积可以选择性地回收Pb，Cu和Cd。
文献链接：Direct/Alternating Current Electrochemical Method for Removing and Recovering Heavy Metal from Water Using Graphene Oxide Electrode (ACS Nano, 2019, DOI: 10.1021/acsnano.8b09301)
来源：材料牛
