活性炭微波處理與廢(fei)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(tan)對廢(fei)水中有(you)色(se)化合物的吸附作用。

　　微波處理活性炭

　　椰殼活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭用(yong)蒸餾(liu)水(shui)反復(fu)清洗，去除所有雜質(zhi)。直(zhi)到溶液(ye)是(shi)中性(xing)(xing)的(de)(de)(de)pH，然后(hou)(hou)將活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭放在110℃烘箱干燥12小時(shi)。然后(hou)(hou)在微波(bo)反應(ying)器(qi)(qi)中設置(zhi)900℃。再將約30g經清潔和干燥的(de)(de)(de)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭置(zhi)于(yu)反應(ying)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)石英(ying)不銹鋼容(rong)器(qi)(qi)中，同時(shi)以200cm 3/min氮氣活(huo)(huo)化10分(fen)鐘，流動穩定。將微波(bo)處理的(de)(de)(de)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭冷卻到干燥器(qi)(qi)的(de)(de)(de)室溫，然后(hou)(hou)小心地放入密封瓶(ping)中進行(xing)下(xia)一步的(de)(de)(de)研究。

　　預處(chu)理(li)活性炭和未預處(chu)理(li)活性炭的表征(zheng)方法

　　使(shi)用(yong)SEM，EDX表示微(wei)波處(chu)理(li)和(he)未(wei)預(yu)處(chu)理(li)的活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)。SEM測(ce)試以在3000×在放大率下(xia)檢查活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)的表面(mian)形狀。EDX測(ce)試檢查了預(yu)處(chu)理(li)的活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)和(he)未(wei)預(yu)處(chu)理(li)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)的元素組(zu)成。使(shi)用(yong)自動氣(qi)體吸(xi)附(fu)(fu)系統，基于氮氣(qi)吸(xi)附(fu)(fu)等溫線測(ce)量(liang)兩種活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)的BET表面(mian)積(ji)和(he)孔體積(ji)。

　　微波處(chu)理對活性炭形態學的影響

　　3000倍放大(da)倍數下未(wei)經(jing)預處理和(he)微波處理的活(huo)性(xing)炭(tan)獨特SEM照片(pian)分(fen)別示于圖(tu)1a，b中(zhong)。基于圖(tu)1a，在3000×在放大(da)率(lv)下觀(guan)察到裂縫(feng)較少的平面(mian)形(xing)狀。吸(xi)附(fu)(fu)劑的物理特性(xing)是(shi)(shi)表面(mian)裂紋和(he)孔(kong)隙(xi)形(xing)成。但(dan)是(shi)(shi)，圖(tu)1b注意到不同的情況。從這張圖(tu)中(zhong)，表面(mian)上觀(guan)察到幾(ji)個裂縫(feng)，可(ke)以推測微波處理可(ke)能(neng)會(hui)改變(bian)形(xing)態。根據之前的研究，具有足夠顆粒表面(mian)的活(huo)性(xing)炭(tan)的特點(dian)(dian)是(shi)(shi)孔(kong)尺寸更(geng)大(da)，活(huo)性(xing)位(wei)點(dian)(dian)更(geng)多，可(ke)用(yong)性(xing)更(geng)大(da)BET表面(mian)積。這些特性(xing)加(jia)速了(le)吸(xi)附(fu)(fu)效果(guo)，提高了(le)吸(xi)附(fu)(fu)劑的吸(xi)附(fu)(fu)容量(liang)。由于孔(kong)隙(xi)和(he)活(huo)性(xing)位(wei)點(dian)(dian)較多，吸(xi)附(fu)(fu)處理開始時會(hui)出現快速吸(xi)附(fu)(fu)。這種快速吸(xi)附(fu)(fu)過(guo)程可(ke)能(neng)會(hui)導致設備外(wai)觀(guan)模糊。

　　在(zai)3000×放大(da)倍(bei)數(shu)SEM照片：(a)未(wei)經預處理的活性炭(tan)，(b)活性炭(tan)微(wei)波處理。

　　BET分析

　　a、b顯示(shi)孔體(ti)積增量分布(P v)與未經預(yu)處理和微波處理的(de)活(huo)性(xing)(xing)炭孔寬度相比。如(ru)圖(tu)所示(shi)，微波加熱后孔體(ti)積顯著(zhu)增加。圖(tu)中縱軸上的(de)指示(shi)標(biao)記A比較未經預(yu)處理和預(yu)處理的(de)活(huo)性(xing)(xing)炭P v，而且幅度分別(bie)為0.030cm 3/g和0.056cm 3/g。

　　(a)未(wei)經預(yu)處理的(de)活(huo)性炭(b)活(huo)性炭的(de)微波處理增(zeng)加了孔(kong)體積與孔(kong)寬(kuan)系(xi)。

　　吸附(fu)實驗采(cai)用微波處理(li)活性炭

　　在實驗過程中，發現(xian)活性炭(tan)較低pH環境對色彩的吸附效果大(da)(da)大(da)(da)提高(gao)。盡管如此，酸性廢水的排(pai)放可能會直(zhi)接阻礙水生棲息地(di)。鑒于此，6-7可接受的預(yu)處理活性炭(tan)吸附研究pH在范圍內進行(xing)。另外(wai)兩個因素是劑量和(he)接觸(chu)時間(jian)，分別保持在3.208g和(he)35min。從圖3可以(yi)看出，顏色去(qu)除的百分比隨之而(er)來pH減少和(he)增加。在pH6時獲得*高(gao)顏色去(qu)除率98.46%，但隨著(zhu)pH顏色去(qu)除率增加到7，降低到95.69%。

　　不同劑量和(he)接(jie)觸時間(jian)的活(huo)性炭pH從棕櫚油廠廢水中去除(chu)顏(yan)色。

　　棕櫚油(you)廠廢水脫(tuo)色試驗采用(yong)微(wei)波(bo)(bo)處理(li)(li)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)。活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)SEM分析表明(ming)(ming)，預處理(li)(li)后會產生更多的(de)(de)裂縫和多孔結構。前(qian)體的(de)(de)結構變(bian)化是由微(wei)波(bo)(bo)加(jia)(jia)(jia)熱引起的(de)(de)。這證明(ming)(ming)了(le)從95開(kai)始形成裂縫和碳(tan)組分.03增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia)到(dao)98.93%(EDX分析)。微(wei)波(bo)(bo)加(jia)(jia)(jia)熱處理(li)(li)在BET和P v在增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia)方面表現(xian)出優異的(de)(de)效(xiao)果(guo)。除(chu)了(le)86.67%的(de)(de)P v除(chu)了(le)增(zeng)(zeng)(zeng)量，還(huan)實(shi)現(xian)了(le)66%以上的(de)(de)增(zeng)(zeng)(zeng)量SBET增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia)。此外，使用(yong)RSM檢查棕櫚油(you)廠廢水預處理(li)(li)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)脫(tuo)色性(xing)(xing)能。發現(xian)，隨著pH降(jiang)低(di)值(zhi)，增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia)顏色去除(chu)率(lv)。類(lei)似地(di)，活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia)提供了(le)更多的(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)點(dian)，有利于(yu)去除(chu)廢水中的(de)(de)顏色。確(que)定*佳處理(li)(li)條(tiao)件(jian)為pH接觸時(shi)間為35 min，平均色度(du)去除(chu)率(lv)為96.29%。因此，微(wei)波(bo)(bo)加(jia)(jia)(jia)熱可以增(zeng)(zeng)(zeng)強活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)吸附劑的(de)(de)形態，增(zeng)(zeng)(zeng)強活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)對廢水的(de)(de)脫(tuo)色效(xiao)果(guo)。