活性(xing)炭(tan)微波處理與廢水脫色的關系

　　棕櫚油廠廢水含有危害環境的有色化合物，因其芳香結構而難以分離。不過在較低pH(1)在環境中使用吸附法進行顏色處理是有效的，但吸附后的廢水仍然含有酸性有害物質，會污染環境。因此，我們使用氮氣來增強椰殼活性炭的中性pH利用微波加熱激活活性炭的脫色能力。本期內容是測試微波處理活性炭和(he)未處理活性炭(tan)對廢水中(zhong)有色化(hua)合物的吸附作用。

　　微波處理活性炭

　　椰殼活性(xing)炭(tan)用蒸(zheng)餾(liu)水反(fan)復清(qing)洗(xi)，去除所(suo)有雜質。直到(dao)溶(rong)液(ye)是中(zhong)(zhong)性(xing)的pH，然后將活性(xing)炭(tan)放在110℃烘箱干(gan)燥(zao)12小(xiao)時(shi)。然后在微波(bo)反(fan)應器(qi)中(zhong)(zhong)設置900℃。再(zai)將約30g經清(qing)潔和干(gan)燥(zao)的活性(xing)炭(tan)置于(yu)反(fan)應器(qi)的石英不銹鋼容器(qi)中(zhong)(zhong)，同(tong)時(shi)以(yi)200cm 3/min氮氣活化10分鐘，流動穩定。將微波(bo)處理的活性(xing)炭(tan)冷卻到(dao)干(gan)燥(zao)器(qi)的室溫，然后小(xiao)心地放入(ru)密封瓶中(zhong)(zhong)進行(xing)下(xia)一步的研(yan)究。

　　預(yu)處(chu)理(li)活(huo)性(xing)炭(tan)和未預(yu)處(chu)理(li)活(huo)性(xing)炭(tan)的表(biao)征方法

　　使(shi)用(yong)(yong)SEM，EDX表示微(wei)波處理(li)和未(wei)預處理(li)的活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)。SEM測(ce)試以在3000×在放(fang)大率下檢(jian)查活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)的表面形狀。EDX測(ce)試檢(jian)查了預處理(li)的活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)和未(wei)預處理(li)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)的元素(su)組(zu)成。使(shi)用(yong)(yong)自動(dong)氣體吸(xi)附(fu)(fu)系(xi)統，基于氮(dan)氣吸(xi)附(fu)(fu)等溫線測(ce)量兩(liang)種活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)的BET表面積和孔體積。

　　微波處理對活(huo)性炭(tan)形態學的影(ying)響

　　3000倍放(fang)大(da)倍數下未經預處(chu)理(li)和微波(bo)處(chu)理(li)的(de)(de)活(huo)(huo)性炭獨特(te)SEM照片分(fen)別示于(yu)圖1a，b中。基(ji)于(yu)圖1a，在(zai)3000×在(zai)放(fang)大(da)率(lv)下觀察(cha)到(dao)(dao)裂縫較少的(de)(de)平(ping)面(mian)形(xing)(xing)狀。吸(xi)(xi)附(fu)劑(ji)的(de)(de)物理(li)特(te)性是表面(mian)裂紋(wen)和孔隙形(xing)(xing)成。但(dan)是，圖1b注意到(dao)(dao)不同的(de)(de)情況。從這(zhe)(zhe)張圖中，表面(mian)上觀察(cha)到(dao)(dao)幾個裂縫，可以推測微波(bo)處(chu)理(li)可能(neng)會(hui)改變形(xing)(xing)態。根據之(zhi)前的(de)(de)研究，具有足夠顆粒表面(mian)的(de)(de)活(huo)(huo)性炭的(de)(de)特(te)點是孔尺寸更大(da)，活(huo)(huo)性位點更多，可用(yong)性更大(da)BET表面(mian)積。這(zhe)(zhe)些(xie)特(te)性加速了(le)吸(xi)(xi)附(fu)效果，提(ti)高了(le)吸(xi)(xi)附(fu)劑(ji)的(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)容量。由(you)于(yu)孔隙和活(huo)(huo)性位點較多，吸(xi)(xi)附(fu)處(chu)理(li)開始(shi)時會(hui)出現快(kuai)速吸(xi)(xi)附(fu)。這(zhe)(zhe)種快(kuai)速吸(xi)(xi)附(fu)過程(cheng)可能(neng)會(hui)導(dao)致設備外觀模糊。

　　在3000×放(fang)大倍數SEM照片：(a)未經預處理的活性炭，(b)活性炭微波處理。

　　BET分析

　　a、b顯示(shi)(shi)孔體(ti)積增量分布(P v)與未(wei)經預(yu)處(chu)理(li)和微(wei)波處(chu)理(li)的活(huo)(huo)性炭孔寬度相比。如圖所示(shi)(shi)，微(wei)波加熱后孔體(ti)積顯著增加。圖中縱軸上的指(zhi)示(shi)(shi)標記(ji)A比較未(wei)經預(yu)處(chu)理(li)和預(yu)處(chu)理(li)的活(huo)(huo)性炭P v，而且幅度分別為0.030cm 3/g和0.056cm 3/g。

　　(a)未經(jing)預處(chu)理的活性(xing)炭(b)活性(xing)炭的微波處(chu)理增加(jia)了孔體(ti)積與孔寬系。

　　吸附(fu)實驗采用(yong)微(wei)波處理活性炭

　　在實驗過程中(zhong)，發現活(huo)性炭較低pH環(huan)境對色(se)彩(cai)的(de)吸附效果大(da)大(da)提高。盡管如此，酸性廢水的(de)排放可能會直(zhi)接阻礙水生棲息(xi)地(di)。鑒于此，6-7可接受的(de)預處理活(huo)性炭吸附研(yan)究pH在范圍內(nei)進(jin)行。另外兩個(ge)因素是劑量和接觸時間，分別保持在3.208g和35min。從圖3可以(yi)看出，顏色(se)去(qu)(qu)除的(de)百分比隨之(zhi)而來pH減少和增(zeng)加。在pH6時獲得(de)*高顏色(se)去(qu)(qu)除率98.46%，但隨著(zhu)pH顏色(se)去(qu)(qu)除率增(zeng)加到(dao)7，降低到(dao)95.69%。

　　不同劑量和接觸時(shi)間的(de)活性炭pH從棕櫚油(you)廠廢(fei)水中去除顏色。

　　棕(zong)櫚(lv)油廠廢水脫(tuo)色(se)試驗采用(yong)微(wei)波(bo)處理(li)活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)。活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)的(de)(de)SEM分析表(biao)明(ming)，預處理(li)后會產生更多(duo)的(de)(de)裂縫和(he)多(duo)孔結(jie)構。前體的(de)(de)結(jie)構變化(hua)是由微(wei)波(bo)加(jia)(jia)熱引起的(de)(de)。這證(zheng)明(ming)了(le)從95開始形成裂縫和(he)碳組分.03增(zeng)加(jia)(jia)到98.93%(EDX分析)。微(wei)波(bo)加(jia)(jia)熱處理(li)在(zai)BET和(he)P v在(zai)增(zeng)加(jia)(jia)方(fang)面(mian)表(biao)現出(chu)優(you)異的(de)(de)效果。除(chu)(chu)了(le)86.67%的(de)(de)P v除(chu)(chu)了(le)增(zeng)量(liang)，還(huan)實現了(le)66%以上(shang)的(de)(de)增(zeng)量(liang)SBET增(zeng)加(jia)(jia)。此外，使(shi)用(yong)RSM檢查棕(zong)櫚(lv)油廠廢水預處理(li)活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)脫(tuo)色(se)性(xing)能。發現，隨著pH降低值(zhi)，增(zeng)加(jia)(jia)顏(yan)色(se)去(qu)除(chu)(chu)率(lv)。類似(si)地，活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)的(de)(de)增(zeng)加(jia)(jia)提供(gong)了(le)更多(duo)的(de)(de)活(huo)(huo)(huo)性(xing)點，有利于去(qu)除(chu)(chu)廢水中的(de)(de)顏(yan)色(se)。確定*佳處理(li)條件為(wei)pH接觸時間為(wei)35 min，平(ping)均色(se)度去(qu)除(chu)(chu)率(lv)為(wei)96.29%。因(yin)此，微(wei)波(bo)加(jia)(jia)熱可以增(zeng)強(qiang)活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)吸附(fu)劑(ji)的(de)(de)形態(tai)，增(zeng)強(qiang)活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)對(dui)廢水的(de)(de)脫(tuo)色(se)效果。