活性炭微(wei)波(bo)處理與廢(fei)水(shui)脫(tuo)色(se)的關系(xi)

　　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(wei)處理活性炭對廢(fei)水中(zhong)有(you)色化合物的吸附(fu)作用。

　　微波處理活性炭

　　椰殼活性(xing)(xing)炭用(yong)蒸餾(liu)水反(fan)復清洗，去除所有雜質(zhi)。直到(dao)溶液是中(zhong)性(xing)(xing)的(de)pH，然后(hou)將活性(xing)(xing)炭放在110℃烘箱干燥(zao)12小(xiao)時。然后(hou)在微波反(fan)應器中(zhong)設置900℃。再將約(yue)30g經清潔和干燥(zao)的(de)活性(xing)(xing)炭置于(yu)反(fan)應器的(de)石英不銹鋼(gang)容器中(zhong)，同時以(yi)200cm 3/min氮氣活化10分鐘，流(liu)動穩定。將微波處理(li)的(de)活性(xing)(xing)炭冷卻到(dao)干燥(zao)器的(de)室(shi)溫(wen)，然后(hou)小(xiao)心(xin)地放入密封瓶(ping)中(zhong)進行下一步的(de)研究(jiu)。

　　預處理活性炭(tan)(tan)和未預處理活性炭(tan)(tan)的表(biao)征方法

　　使用SEM，EDX表(biao)示微波處(chu)理和未預處(chu)理的(de)活(huo)性炭(tan)(tan)(tan)。SEM測試(shi)以在3000×在放大率下檢查(cha)活(huo)性炭(tan)(tan)(tan)的(de)表(biao)面形狀。EDX測試(shi)檢查(cha)了預處(chu)理的(de)活(huo)性炭(tan)(tan)(tan)和未預處(chu)理活(huo)性炭(tan)(tan)(tan)的(de)元素組成(cheng)。使用自動(dong)氣(qi)體(ti)吸附系統，基于氮(dan)氣(qi)吸附等(deng)溫線測量(liang)兩種活(huo)性炭(tan)(tan)(tan)的(de)BET表(biao)面積和孔體(ti)積。

　　微波處(chu)理對(dui)活性炭形態學(xue)的影響

　　3000倍(bei)放大倍(bei)數下(xia)未(wei)經預處(chu)(chu)(chu)理(li)和微波處(chu)(chu)(chu)理(li)的(de)(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭獨(du)特(te)SEM照片分別示于圖1a，b中。基于圖1a，在3000×在放大率下(xia)觀(guan)(guan)察到(dao)(dao)(dao)裂(lie)縫較少的(de)(de)(de)平面(mian)形狀。吸(xi)(xi)附(fu)劑(ji)的(de)(de)(de)物(wu)理(li)特(te)性(xing)(xing)(xing)是表(biao)(biao)面(mian)裂(lie)紋和孔隙形成。但(dan)是，圖1b注意(yi)到(dao)(dao)(dao)不同的(de)(de)(de)情況(kuang)。從這(zhe)張(zhang)圖中，表(biao)(biao)面(mian)上觀(guan)(guan)察到(dao)(dao)(dao)幾個裂(lie)縫，可(ke)以推測微波處(chu)(chu)(chu)理(li)可(ke)能(neng)會改變形態。根據(ju)之前(qian)的(de)(de)(de)研究，具(ju)有足(zu)夠顆粒(li)表(biao)(biao)面(mian)的(de)(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭的(de)(de)(de)特(te)點(dian)是孔尺寸(cun)更大，活(huo)性(xing)(xing)(xing)位(wei)(wei)點(dian)更多，可(ke)用性(xing)(xing)(xing)更大BET表(biao)(biao)面(mian)積。這(zhe)些特(te)性(xing)(xing)(xing)加(jia)速了吸(xi)(xi)附(fu)效果，提高了吸(xi)(xi)附(fu)劑(ji)的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)容量(liang)。由(you)于孔隙和活(huo)性(xing)(xing)(xing)位(wei)(wei)點(dian)較多，吸(xi)(xi)附(fu)處(chu)(chu)(chu)理(li)開始(shi)時會出現快速吸(xi)(xi)附(fu)。這(zhe)種快速吸(xi)(xi)附(fu)過程可(ke)能(neng)會導致(zhi)設備外觀(guan)(guan)模糊。

　　在3000×放大倍數SEM照(zhao)片：(a)未經預處理的活性炭(tan)，(b)活性炭(tan)微波處理。

　　BET分析

　　a、b顯(xian)示孔(kong)體積增量(liang)分布(P v)與(yu)未經(jing)預處理(li)和微波處理(li)的活(huo)性炭(tan)孔(kong)寬度相比。如圖所示，微波加熱后孔(kong)體積顯(xian)著增加。圖中縱軸上的指示標(biao)記(ji)A比較未經(jing)預處理(li)和預處理(li)的活(huo)性炭(tan)P v，而且幅度分別為0.030cm 3/g和0.056cm 3/g。

　　(a)未經預(yu)處理(li)的(de)活性炭(b)活性炭的(de)微波處理(li)增加了孔(kong)(kong)體積與孔(kong)(kong)寬系。

　　吸附實(shi)驗采用微波處理活性(xing)炭

　　在(zai)實驗過程中，發(fa)現活(huo)性炭(tan)較低(di)pH環(huan)境(jing)對色(se)彩的(de)吸附(fu)效(xiao)果大大提高。盡管如此，酸性廢水(shui)的(de)排放可能會(hui)直接阻礙水(shui)生棲息地。鑒(jian)于此，6-7可接受(shou)的(de)預處(chu)理(li)活(huo)性炭(tan)吸附(fu)研究pH在(zai)范(fan)圍內(nei)進行。另外兩個因素是(shi)劑量和(he)接觸時(shi)間，分(fen)別保(bao)持在(zai)3.208g和(he)35min。從圖3可以看出，顏色(se)去(qu)除(chu)的(de)百分(fen)比(bi)隨(sui)之而來pH減少(shao)和(he)增加。在(zai)pH6時(shi)獲(huo)得*高顏色(se)去(qu)除(chu)率(lv)(lv)98.46%，但(dan)隨(sui)著pH顏色(se)去(qu)除(chu)率(lv)(lv)增加到(dao)7，降低(di)到(dao)95.69%。

　　不(bu)同劑量和接(jie)觸時(shi)間的活性炭pH從(cong)棕櫚(lv)油廠廢水中去除顏色。

　　棕(zong)櫚油(you)廠廢(fei)水脫色試驗采用微波處(chu)(chu)理(li)(li)活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)。活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)SEM分析表明，預(yu)處(chu)(chu)理(li)(li)后會產生(sheng)更多的(de)裂(lie)縫和(he)(he)多孔(kong)結(jie)構。前體的(de)結(jie)構變化是由微波加(jia)熱引起的(de)。這證明了(le)從95開(kai)始(shi)形(xing)成裂(lie)縫和(he)(he)碳組(zu)分.03增(zeng)加(jia)到98.93%(EDX分析)。微波加(jia)熱處(chu)(chu)理(li)(li)在BET和(he)(he)P v在增(zeng)加(jia)方面表現(xian)出優異的(de)效果(guo)。除(chu)了(le)86.67%的(de)P v除(chu)了(le)增(zeng)量，還(huan)實現(xian)了(le)66%以上的(de)增(zeng)量SBET增(zeng)加(jia)。此外，使(shi)用RSM檢(jian)查棕(zong)櫚油(you)廠廢(fei)水預(yu)處(chu)(chu)理(li)(li)活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)脫色性(xing)(xing)(xing)能。發現(xian)，隨著pH降低值(zhi)，增(zeng)加(jia)顏色去除(chu)率。類似地(di)，活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)增(zeng)加(jia)提供了(le)更多的(de)活性(xing)(xing)(xing)點，有利(li)于(yu)去除(chu)廢(fei)水中(zhong)的(de)顏色。確定(ding)*佳處(chu)(chu)理(li)(li)條件為(wei)(wei)pH接觸時間為(wei)(wei)35 min，平均色度去除(chu)率為(wei)(wei)96.29%。因此，微波加(jia)熱可以增(zeng)強(qiang)活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)吸附(fu)劑的(de)形(xing)態，增(zeng)強(qiang)活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)對(dui)廢(fei)水的(de)脫色效果(guo)。