活性炭微波處理與廢水脫色的(de)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未處理活性炭對廢水中有色化(hua)合(he)物的吸附作用。

　　微波處理活性炭

　　椰殼活(huo)(huo)性炭用蒸餾水反(fan)復清洗，去除所有雜質。直到(dao)溶液(ye)是中(zhong)(zhong)性的(de)(de)pH，然后(hou)將活(huo)(huo)性炭放在(zai)110℃烘(hong)箱干(gan)燥(zao)12小(xiao)時。然后(hou)在(zai)微波反(fan)應器(qi)中(zhong)(zhong)設置900℃。再將約(yue)30g經清潔和干(gan)燥(zao)的(de)(de)活(huo)(huo)性炭置于反(fan)應器(qi)的(de)(de)石英不銹鋼容器(qi)中(zhong)(zhong)，同時以200cm 3/min氮氣活(huo)(huo)化10分鐘(zhong)，流動(dong)穩定。將微波處理(li)的(de)(de)活(huo)(huo)性炭冷卻到(dao)干(gan)燥(zao)器(qi)的(de)(de)室溫(wen)，然后(hou)小(xiao)心地(di)放入密(mi)封瓶中(zhong)(zhong)進行下一(yi)步的(de)(de)研(yan)究。

　　預(yu)處(chu)理(li)活性炭(tan)和未(wei)預(yu)處(chu)理(li)活性炭(tan)的表征方法

　　使用SEM，EDX表示(shi)微波處(chu)理(li)和(he)未預(yu)處(chu)理(li)的活(huo)(huo)性炭(tan)。SEM測(ce)試以在3000×在放大率(lv)下檢(jian)(jian)查(cha)活(huo)(huo)性炭(tan)的表面形狀。EDX測(ce)試檢(jian)(jian)查(cha)了預(yu)處(chu)理(li)的活(huo)(huo)性炭(tan)和(he)未預(yu)處(chu)理(li)活(huo)(huo)性炭(tan)的元素(su)組成。使用自動氣體(ti)吸(xi)附系統，基于氮氣吸(xi)附等溫(wen)線測(ce)量(liang)兩種活(huo)(huo)性炭(tan)的BET表面積和(he)孔體(ti)積。

　　微(wei)波處理對活性炭形態學的影響(xiang)

　　3000倍放大倍數下未經預處理(li)(li)和微波處理(li)(li)的(de)(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)炭獨特(te)SEM照片分(fen)別示于圖1a，b中。基于圖1a，在3000×在放大率下觀察(cha)到裂縫較少的(de)(de)(de)平面(mian)形(xing)(xing)狀。吸附(fu)(fu)劑的(de)(de)(de)物理(li)(li)特(te)性(xing)(xing)是表面(mian)裂紋(wen)和孔(kong)(kong)隙形(xing)(xing)成。但是，圖1b注(zhu)意到不同的(de)(de)(de)情況。從這張圖中，表面(mian)上觀察(cha)到幾個裂縫，可(ke)(ke)(ke)以推測(ce)微波處理(li)(li)可(ke)(ke)(ke)能會改變(bian)形(xing)(xing)態(tai)。根據之(zhi)前的(de)(de)(de)研(yan)究，具(ju)有足(zu)夠(gou)顆粒表面(mian)的(de)(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)炭的(de)(de)(de)特(te)點是孔(kong)(kong)尺(chi)寸更(geng)大，活(huo)性(xing)(xing)位點更(geng)多，可(ke)(ke)(ke)用性(xing)(xing)更(geng)大BET表面(mian)積。這些特(te)性(xing)(xing)加速了吸附(fu)(fu)效果(guo)，提(ti)高(gao)了吸附(fu)(fu)劑的(de)(de)(de)吸附(fu)(fu)容量。由于孔(kong)(kong)隙和活(huo)性(xing)(xing)位點較多，吸附(fu)(fu)處理(li)(li)開始時(shi)會出現快(kuai)速吸附(fu)(fu)。這種快(kuai)速吸附(fu)(fu)過程可(ke)(ke)(ke)能會導致設備外(wai)觀模糊。

　　在3000×放大(da)倍數SEM照片：(a)未經預處(chu)理的(de)活性(xing)炭，(b)活性(xing)炭微波處(chu)理。

　　BET分析

　　a、b顯示(shi)孔體(ti)積(ji)增(zeng)量分布(bu)(P v)與未經預處(chu)理(li)和微(wei)波(bo)處(chu)理(li)的(de)(de)活性炭孔寬度相比。如圖所示(shi)，微(wei)波(bo)加熱(re)后孔體(ti)積(ji)顯著增(zeng)加。圖中縱(zong)軸上的(de)(de)指示(shi)標(biao)記A比較未經預處(chu)理(li)和預處(chu)理(li)的(de)(de)活性炭P v，而且幅(fu)度分別為0.030cm 3/g和0.056cm 3/g。

　　(a)未經預處理(li)的活(huo)性(xing)炭(b)活(huo)性(xing)炭的微波(bo)處理(li)增加了(le)孔(kong)體積與孔(kong)寬系。

　　吸附實驗采用微波處理(li)活性炭

　　在實驗(yan)過程中，發現活性(xing)炭(tan)較低(di)pH環境對色(se)彩(cai)的(de)吸(xi)(xi)附效果大(da)大(da)提高。盡管如此，酸(suan)性(xing)廢水(shui)的(de)排放可(ke)能會(hui)直接阻礙水(shui)生棲息(xi)地(di)。鑒于(yu)此，6-7可(ke)接受的(de)預(yu)處理活性(xing)炭(tan)吸(xi)(xi)附研(yan)究pH在范(fan)圍內進行。另(ling)外(wai)兩個因素是劑(ji)量(liang)和(he)接觸時間(jian)，分別保持在3.208g和(he)35min。從圖3可(ke)以看出，顏色(se)去(qu)除的(de)百分比隨之而來pH減(jian)少和(he)增加。在pH6時獲得*高顏色(se)去(qu)除率(lv)98.46%，但(dan)隨著pH顏色(se)去(qu)除率(lv)增加到7，降低(di)到95.69%。

　　不同劑量和(he)接觸時(shi)間的活(huo)性(xing)炭pH從棕櫚油廠廢水中(zhong)去除顏色。

　　棕櫚油廠(chang)廢水脫(tuo)色(se)試驗(yan)采用微(wei)波(bo)(bo)處理活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)。活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)的(de)SEM分析表明，預(yu)處理后會產生更多的(de)裂(lie)縫和多孔結構(gou)。前(qian)體的(de)結構(gou)變化(hua)是(shi)由微(wei)波(bo)(bo)加(jia)熱(re)引起的(de)。這證明了從95開始(shi)形成裂(lie)縫和碳(tan)組分.03增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)到(dao)98.93%(EDX分析)。微(wei)波(bo)(bo)加(jia)熱(re)處理在(zai)BET和P v在(zai)增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)方(fang)面表現(xian)出優異的(de)效果。除(chu)(chu)(chu)了86.67%的(de)P v除(chu)(chu)(chu)了增(zeng)(zeng)(zeng)量(liang)，還實現(xian)了66%以(yi)上(shang)的(de)增(zeng)(zeng)(zeng)量(liang)SBET增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)。此外，使用RSM檢查(cha)棕櫚油廠(chang)廢水預(yu)處理活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)脫(tuo)色(se)性(xing)(xing)能。發現(xian)，隨著pH降低值(zhi)，增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)顏色(se)去除(chu)(chu)(chu)率(lv)。類似地，活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)的(de)增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)提供(gong)了更多的(de)活(huo)性(xing)(xing)點(dian)，有利于去除(chu)(chu)(chu)廢水中的(de)顏色(se)。確定(ding)*佳處理條件為(wei)pH接(jie)觸時間為(wei)35 min，平(ping)均色(se)度去除(chu)(chu)(chu)率(lv)為(wei)96.29%。因此，微(wei)波(bo)(bo)加(jia)熱(re)可以(yi)增(zeng)(zeng)(zeng)強活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)吸附劑的(de)形態，增(zeng)(zeng)(zeng)強活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)對廢水的(de)脫(tuo)色(se)效果。