活性炭微波處理與(yu)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(wei)處理(li)活性炭對(dui)廢水(shui)中有色化合物的吸(xi)附作用(yong)。

　　微波處理活性炭

　　椰殼活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭用蒸餾水反復清(qing)(qing)洗，去(qu)除所有雜(za)質。直(zhi)到溶液是中(zhong)性(xing)(xing)(xing)的(de)pH，然后將活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭放(fang)在110℃烘箱干燥(zao)12小(xiao)時。然后在微波(bo)反應器中(zhong)設置900℃。再將約30g經清(qing)(qing)潔和干燥(zao)的(de)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭置于反應器的(de)石英不銹(xiu)鋼(gang)容(rong)器中(zhong)，同時以200cm 3/min氮(dan)氣活(huo)化10分鐘，流動穩定。將微波(bo)處理的(de)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭冷卻到干燥(zao)器的(de)室溫，然后小(xiao)心地放(fang)入密封瓶中(zhong)進行下一(yi)步的(de)研究(jiu)。

　　預(yu)處理(li)活性(xing)炭(tan)(tan)和未預(yu)處理(li)活性(xing)炭(tan)(tan)的表(biao)征方法

　　使用(yong)SEM，EDX表(biao)示微(wei)波處理(li)(li)和未(wei)預處理(li)(li)的活性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)。SEM測試(shi)以在(zai)3000×在(zai)放大率下檢(jian)(jian)查活性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)的表(biao)面形狀。EDX測試(shi)檢(jian)(jian)查了預處理(li)(li)的活性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)和未(wei)預處理(li)(li)活性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)的元素組成。使用(yong)自動(dong)氣(qi)體吸附(fu)系統，基于(yu)氮氣(qi)吸附(fu)等(deng)溫線(xian)測量兩種活性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)的BET表(biao)面積和孔體積。

　　微波處理對活性炭形態學的影響

　　3000倍放(fang)大(da)倍數下未經預處(chu)(chu)理(li)(li)和微(wei)波處(chu)(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭獨特SEM照片分(fen)別示于圖(tu)1a，b中(zhong)。基于圖(tu)1a，在(zai)(zai)3000×在(zai)(zai)放(fang)大(da)率下觀察(cha)到裂(lie)縫較少(shao)的(de)(de)(de)平面(mian)(mian)形(xing)狀。吸(xi)(xi)(xi)附劑的(de)(de)(de)物(wu)理(li)(li)特性(xing)(xing)(xing)是表面(mian)(mian)裂(lie)紋和孔(kong)隙形(xing)成。但(dan)是，圖(tu)1b注意到不同的(de)(de)(de)情況。從這張(zhang)圖(tu)中(zhong)，表面(mian)(mian)上觀察(cha)到幾個裂(lie)縫，可以推測微(wei)波處(chu)(chu)理(li)(li)可能(neng)會(hui)(hui)(hui)改(gai)變形(xing)態。根據之前的(de)(de)(de)研究，具有(you)足夠顆(ke)粒表面(mian)(mian)的(de)(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭的(de)(de)(de)特點(dian)是孔(kong)尺(chi)寸更大(da)，活(huo)性(xing)(xing)(xing)位(wei)點(dian)更多，可用性(xing)(xing)(xing)更大(da)BET表面(mian)(mian)積(ji)。這些特性(xing)(xing)(xing)加速了吸(xi)(xi)(xi)附效果，提高了吸(xi)(xi)(xi)附劑的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)附容量(liang)。由于孔(kong)隙和活(huo)性(xing)(xing)(xing)位(wei)點(dian)較多，吸(xi)(xi)(xi)附處(chu)(chu)理(li)(li)開始時(shi)會(hui)(hui)(hui)出現快速吸(xi)(xi)(xi)附。這種快速吸(xi)(xi)(xi)附過(guo)程可能(neng)會(hui)(hui)(hui)導致(zhi)設備外觀模糊。

　　在(zai)3000×放大倍數(shu)SEM照片：(a)未經預處理(li)的活性(xing)炭，(b)活性(xing)炭微波(bo)處理(li)。

　　BET分析

　　a、b顯示(shi)孔(kong)體(ti)積增(zeng)量分布(P v)與(yu)未(wei)經預(yu)處(chu)理(li)和(he)微波(bo)處(chu)理(li)的(de)活(huo)性(xing)炭(tan)孔(kong)寬度相(xiang)比(bi)。如圖(tu)(tu)所示(shi)，微波(bo)加熱后孔(kong)體(ti)積顯著(zhu)增(zeng)加。圖(tu)(tu)中(zhong)縱軸上的(de)指(zhi)示(shi)標記(ji)A比(bi)較未(wei)經預(yu)處(chu)理(li)和(he)預(yu)處(chu)理(li)的(de)活(huo)性(xing)炭(tan)P v，而且幅(fu)度分別為0.030cm 3/g和(he)0.056cm 3/g。

　　(a)未(wei)經(jing)預處理的活性(xing)炭(tan)(b)活性(xing)炭(tan)的微波處理增加了孔體積(ji)與孔寬系(xi)。

　　吸附實驗采用微波處理活性炭

　　在(zai)實驗過程中(zhong)，發(fa)現活性炭較低pH環境對(dui)色(se)彩(cai)的吸附效果(guo)大大提高。盡(jin)管如此，酸性廢水(shui)的排(pai)放可(ke)能會直接阻礙水(shui)生(sheng)棲息(xi)地。鑒于(yu)此，6-7可(ke)接受的預處理活性炭吸附研究pH在(zai)范圍內(nei)進行。另外兩(liang)個因素是劑量和(he)(he)接觸時(shi)間，分(fen)別保持在(zai)3.208g和(he)(he)35min。從(cong)圖3可(ke)以看出(chu)，顏色(se)去除(chu)的百分(fen)比隨之而(er)來pH減(jian)少和(he)(he)增加。在(zai)pH6時(shi)獲得*高顏色(se)去除(chu)率98.46%，但隨著pH顏色(se)去除(chu)率增加到7，降低到95.69%。

　　不同劑量和(he)接觸時間的活性炭(tan)pH從棕櫚油(you)廠廢水中去除顏色。

　　棕櫚油廠廢(fei)水脫色(se)試(shi)驗采(cai)用(yong)微波(bo)處(chu)(chu)理(li)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭。活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭的(de)SEM分析表明，預(yu)處(chu)(chu)理(li)后會(hui)產(chan)生更(geng)多(duo)的(de)裂縫和多(duo)孔結構(gou)。前體的(de)結構(gou)變化(hua)是由微波(bo)加熱引起的(de)。這(zhe)證明了從95開始形成裂縫和碳(tan)組分.03增(zeng)(zeng)(zeng)加到98.93%(EDX分析)。微波(bo)加熱處(chu)(chu)理(li)在BET和P v在增(zeng)(zeng)(zeng)加方面表現出優異的(de)效果。除了86.67%的(de)P v除了增(zeng)(zeng)(zeng)量(liang)，還實現了66%以上的(de)增(zeng)(zeng)(zeng)量(liang)SBET增(zeng)(zeng)(zeng)加。此外，使用(yong)RSM檢查(cha)棕櫚油廠廢(fei)水預(yu)處(chu)(chu)理(li)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭脫色(se)性(xing)(xing)(xing)(xing)能。發現，隨著pH降低(di)值，增(zeng)(zeng)(zeng)加顏色(se)去(qu)(qu)除率。類似地，活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭的(de)增(zeng)(zeng)(zeng)加提供了更(geng)多(duo)的(de)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)點，有利于去(qu)(qu)除廢(fei)水中的(de)顏色(se)。確定*佳(jia)處(chu)(chu)理(li)條件為(wei)pH接觸時(shi)間(jian)為(wei)35 min，平均(jun)色(se)度去(qu)(qu)除率為(wei)96.29%。因此，微波(bo)加熱可以增(zeng)(zeng)(zeng)強(qiang)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭吸附劑的(de)形態，增(zeng)(zeng)(zeng)強(qiang)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭對廢(fei)水的(de)脫色(se)效果。