活(huo)性(xing)炭微波處理與(yu)廢(fei)水脫色(se)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未(wei)處理活性炭對廢水(shui)中有色化(hua)合物的(de)吸附(fu)作(zuo)用。

　　微波處理活性炭

　　椰(ye)殼活性炭用(yong)蒸餾水反(fan)復(fu)清(qing)(qing)洗，去除所(suo)有(you)雜質。直到溶液是中(zhong)性的(de)(de)pH，然后(hou)將活性炭放在110℃烘箱干(gan)燥(zao)12小(xiao)(xiao)時。然后(hou)在微(wei)波(bo)反(fan)應(ying)器(qi)中(zhong)設置900℃。再將約30g經清(qing)(qing)潔和干(gan)燥(zao)的(de)(de)活性炭置于反(fan)應(ying)器(qi)的(de)(de)石英不(bu)銹鋼容器(qi)中(zhong)，同時以(yi)200cm 3/min氮氣活化10分(fen)鐘(zhong)，流動穩定。將微(wei)波(bo)處理的(de)(de)活性炭冷卻到干(gan)燥(zao)器(qi)的(de)(de)室溫，然后(hou)小(xiao)(xiao)心地放入密(mi)封瓶中(zhong)進行下(xia)一步(bu)的(de)(de)研究(jiu)。

　　預處理(li)活(huo)性炭和未(wei)預處理(li)活(huo)性炭的表(biao)征方(fang)法

　　使用(yong)SEM，EDX表示微波(bo)處(chu)理(li)和(he)未預處(chu)理(li)的(de)(de)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)。SEM測(ce)試以在3000×在放(fang)大率(lv)下檢查活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)表面(mian)形狀(zhuang)。EDX測(ce)試檢查了預處(chu)理(li)的(de)(de)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)和(he)未預處(chu)理(li)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)元(yuan)素組成。使用(yong)自動氣體吸附系統，基于氮氣吸附等溫線測(ce)量兩種活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)BET表面(mian)積和(he)孔體積。

　　微波處理對(dui)活性炭形態學的影(ying)響

　　3000倍放(fang)大倍數下未經預處理(li)和(he)微波處理(li)的(de)活性(xing)炭(tan)(tan)獨特SEM照片分(fen)別示于(yu)圖1a，b中(zhong)。基于(yu)圖1a，在3000×在放(fang)大率下觀察(cha)到(dao)裂縫較少的(de)平面形狀。吸(xi)附(fu)(fu)劑的(de)物理(li)特性(xing)是(shi)表(biao)(biao)面裂紋和(he)孔隙形成。但是(shi)，圖1b注意到(dao)不同的(de)情(qing)況。從(cong)這(zhe)張圖中(zhong)，表(biao)(biao)面上觀察(cha)到(dao)幾個裂縫，可以推測(ce)微波處理(li)可能會(hui)改(gai)變(bian)形態。根據之前的(de)研究，具有足夠顆粒表(biao)(biao)面的(de)活性(xing)炭(tan)(tan)的(de)特點(dian)是(shi)孔尺寸(cun)更(geng)大，活性(xing)位點(dian)更(geng)多，可用性(xing)更(geng)大BET表(biao)(biao)面積(ji)。這(zhe)些特性(xing)加速(su)了(le)吸(xi)附(fu)(fu)效果，提(ti)高了(le)吸(xi)附(fu)(fu)劑的(de)吸(xi)附(fu)(fu)容量。由于(yu)孔隙和(he)活性(xing)位點(dian)較多，吸(xi)附(fu)(fu)處理(li)開始(shi)時(shi)會(hui)出現快速(su)吸(xi)附(fu)(fu)。這(zhe)種快速(su)吸(xi)附(fu)(fu)過程可能會(hui)導致設備外觀模(mo)糊。

　　在3000×放大倍(bei)數SEM照(zhao)片：(a)未(wei)經預處理的活性(xing)炭，(b)活性(xing)炭微波(bo)處理。

　　BET分析

　　a、b顯示(shi)孔體(ti)積增量分布(P v)與未經(jing)預(yu)處理(li)和微(wei)(wei)波(bo)處理(li)的活性(xing)(xing)炭孔寬(kuan)度(du)相比。如圖所(suo)示(shi)，微(wei)(wei)波(bo)加熱后孔體(ti)積顯著(zhu)增加。圖中縱軸上的指示(shi)標記A比較未經(jing)預(yu)處理(li)和預(yu)處理(li)的活性(xing)(xing)炭P v，而且幅度(du)分別為0.030cm 3/g和0.056cm 3/g。

　　(a)未(wei)經(jing)預處(chu)理的(de)活(huo)性炭(b)活(huo)性炭的(de)微波(bo)處(chu)理增(zeng)加了孔體積與孔寬系。

　　吸(xi)附實驗采用微波處(chu)理活性炭

　　在實(shi)驗過程中，發現活性(xing)炭(tan)較低(di)(di)pH環境對(dui)色彩(cai)的(de)(de)吸附(fu)效(xiao)果(guo)大(da)大(da)提高。盡管如此，酸性(xing)廢水的(de)(de)排放可能會直(zhi)接(jie)阻礙(ai)水生棲息地。鑒于此，6-7可接(jie)受的(de)(de)預處理活性(xing)炭(tan)吸附(fu)研究pH在范圍內進(jin)行。另外兩個因素是劑(ji)量(liang)和接(jie)觸(chu)時間，分別保(bao)持在3.208g和35min。從圖3可以看出(chu)，顏(yan)(yan)色去除(chu)的(de)(de)百分比隨之而來pH減少和增(zeng)加(jia)。在pH6時獲得*高顏(yan)(yan)色去除(chu)率(lv)98.46%，但隨著pH顏(yan)(yan)色去除(chu)率(lv)增(zeng)加(jia)到7，降低(di)(di)到95.69%。

　　不同劑量(liang)和接觸時間的活性炭pH從棕櫚油廠廢水中(zhong)去除顏色。

　　棕櫚油廠廢(fei)水脫(tuo)色(se)(se)試驗(yan)采用(yong)微(wei)波處(chu)理活(huo)性(xing)炭。活(huo)性(xing)炭的(de)(de)SEM分(fen)析表明，預處(chu)理后(hou)會(hui)產(chan)生更多的(de)(de)裂縫和(he)多孔結(jie)構(gou)。前體的(de)(de)結(jie)構(gou)變化是由微(wei)波加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)熱引起(qi)的(de)(de)。這證明了(le)從95開始形(xing)(xing)成裂縫和(he)碳組分(fen).03增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)到98.93%(EDX分(fen)析)。微(wei)波加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)熱處(chu)理在BET和(he)P v在增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)方面表現(xian)(xian)出(chu)優異的(de)(de)效(xiao)果。除(chu)(chu)了(le)86.67%的(de)(de)P v除(chu)(chu)了(le)增(zeng)(zeng)量，還實現(xian)(xian)了(le)66%以上的(de)(de)增(zeng)(zeng)量SBET增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)。此(ci)外，使用(yong)RSM檢(jian)查棕櫚油廠廢(fei)水預處(chu)理活(huo)性(xing)炭脫(tuo)色(se)(se)性(xing)能。發(fa)現(xian)(xian)，隨(sui)著(zhu)pH降低值(zhi)，增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)顏(yan)色(se)(se)去(qu)除(chu)(chu)率。類似地，活(huo)性(xing)炭的(de)(de)增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)提供了(le)更多的(de)(de)活(huo)性(xing)點，有(you)利于去(qu)除(chu)(chu)廢(fei)水中的(de)(de)顏(yan)色(se)(se)。確(que)定*佳處(chu)理條件為(wei)(wei)(wei)pH接觸時間為(wei)(wei)(wei)35 min，平(ping)均色(se)(se)度去(qu)除(chu)(chu)率為(wei)(wei)(wei)96.29%。因此(ci)，微(wei)波加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)熱可以增(zeng)(zeng)強活(huo)性(xing)炭吸附(fu)劑的(de)(de)形(xing)(xing)態，增(zeng)(zeng)強活(huo)性(xing)炭對廢(fei)水的(de)(de)脫(tuo)色(se)(se)效(xiao)果。