活性炭微波處理與(yu)廢水脫色的關(guan)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(huo)性(xing)炭對廢水中有色化(hua)合物的吸附作(zuo)用。

　　微波處理活性炭

　　椰(ye)殼活(huo)性(xing)炭用蒸餾水反(fan)復清(qing)洗，去除所有雜質。直(zhi)到溶液是中性(xing)的(de)(de)pH，然(ran)后將(jiang)活(huo)性(xing)炭放(fang)(fang)在(zai)110℃烘箱干(gan)(gan)燥(zao)12小(xiao)時。然(ran)后在(zai)微(wei)波反(fan)應(ying)器(qi)中設置(zhi)900℃。再將(jiang)約30g經清(qing)潔(jie)和干(gan)(gan)燥(zao)的(de)(de)活(huo)性(xing)炭置(zhi)于(yu)反(fan)應(ying)器(qi)的(de)(de)石英(ying)不銹(xiu)鋼容器(qi)中，同時以200cm 3/min氮氣(qi)活(huo)化10分鐘，流動穩定。將(jiang)微(wei)波處(chu)理的(de)(de)活(huo)性(xing)炭冷卻到干(gan)(gan)燥(zao)器(qi)的(de)(de)室溫(wen)，然(ran)后小(xiao)心地放(fang)(fang)入密封瓶中進行下(xia)一步(bu)的(de)(de)研究。

　　預(yu)處理活性炭(tan)和未預(yu)處理活性炭(tan)的表征(zheng)方法

　　使用SEM，EDX表示微波處(chu)理(li)(li)和未(wei)預(yu)處(chu)理(li)(li)的(de)(de)活(huo)(huo)性(xing)炭。SEM測試(shi)以在3000×在放大率(lv)下檢查(cha)活(huo)(huo)性(xing)炭的(de)(de)表面形(xing)狀。EDX測試(shi)檢查(cha)了(le)預(yu)處(chu)理(li)(li)的(de)(de)活(huo)(huo)性(xing)炭和未(wei)預(yu)處(chu)理(li)(li)活(huo)(huo)性(xing)炭的(de)(de)元(yuan)素組成。使用自動氣體(ti)吸(xi)附(fu)(fu)系統，基于氮(dan)氣吸(xi)附(fu)(fu)等溫線(xian)測量兩種活(huo)(huo)性(xing)炭的(de)(de)BET表面積和孔體(ti)積。

　　微波處理對活性炭(tan)形態(tai)學的影響(xiang)

　　3000倍放(fang)大倍數下未經(jing)預(yu)處(chu)理和(he)微(wei)(wei)波(bo)處(chu)理的(de)(de)(de)活(huo)性炭獨特(te)SEM照片(pian)分別示于(yu)(yu)圖(tu)1a，b中。基于(yu)(yu)圖(tu)1a，在3000×在放(fang)大率下觀察到(dao)裂(lie)縫較少的(de)(de)(de)平面(mian)(mian)形(xing)狀(zhuang)。吸附(fu)(fu)劑(ji)的(de)(de)(de)物理特(te)性是表(biao)面(mian)(mian)裂(lie)紋(wen)和(he)孔(kong)隙(xi)(xi)形(xing)成。但是，圖(tu)1b注意(yi)到(dao)不(bu)同的(de)(de)(de)情況。從這張圖(tu)中，表(biao)面(mian)(mian)上觀察到(dao)幾(ji)個裂(lie)縫，可(ke)以(yi)推測微(wei)(wei)波(bo)處(chu)理可(ke)能(neng)會(hui)改變形(xing)態。根(gen)據(ju)之前的(de)(de)(de)研(yan)究，具有足(zu)夠顆粒表(biao)面(mian)(mian)的(de)(de)(de)活(huo)性炭的(de)(de)(de)特(te)點是孔(kong)尺寸(cun)更大，活(huo)性位點更多(duo)，可(ke)用(yong)性更大BET表(biao)面(mian)(mian)積。這些(xie)特(te)性加(jia)速了吸附(fu)(fu)效果，提高了吸附(fu)(fu)劑(ji)的(de)(de)(de)吸附(fu)(fu)容量。由(you)于(yu)(yu)孔(kong)隙(xi)(xi)和(he)活(huo)性位點較多(duo)，吸附(fu)(fu)處(chu)理開始時會(hui)出(chu)現快(kuai)速吸附(fu)(fu)。這種快(kuai)速吸附(fu)(fu)過程(cheng)可(ke)能(neng)會(hui)導致(zhi)設備外觀模(mo)糊。

　　在3000×放大倍數(shu)SEM照片(pian)：(a)未經(jing)預處(chu)理(li)的活性炭，(b)活性炭微(wei)波處(chu)理(li)。

　　BET分析

　　a、b顯(xian)示孔體積增量分布(P v)與(yu)未經預處理(li)(li)和微(wei)波處理(li)(li)的(de)活(huo)性(xing)炭孔寬度相比。如圖所示，微(wei)波加(jia)熱后孔體積顯(xian)著增加(jia)。圖中縱(zong)軸上的(de)指示標記A比較未經預處理(li)(li)和預處理(li)(li)的(de)活(huo)性(xing)炭P v，而(er)且幅(fu)度分別為0.030cm 3/g和0.056cm 3/g。

　　(a)未(wei)經預處理的活(huo)性炭(b)活(huo)性炭的微波處理增加了(le)孔體積與(yu)孔寬系。

　　吸附實(shi)驗采用微(wei)波處(chu)理活(huo)性炭

　　在(zai)實驗過程中，發(fa)現活(huo)性(xing)炭(tan)較低pH環境對色(se)彩的吸(xi)附效果大大提高。盡管(guan)如此(ci)，酸性(xing)廢水(shui)的排放可能會直接阻礙水(shui)生棲息地。鑒于(yu)此(ci)，6-7可接受(shou)的預(yu)處(chu)理(li)活(huo)性(xing)炭(tan)吸(xi)附研究pH在(zai)范(fan)圍內進行。另外兩個(ge)因素是劑(ji)量和接觸時(shi)間，分別保(bao)持在(zai)3.208g和35min。從(cong)圖3可以看出，顏(yan)(yan)色(se)去(qu)(qu)除的百分比隨之(zhi)而(er)來pH減(jian)少和增加。在(zai)pH6時(shi)獲得*高顏(yan)(yan)色(se)去(qu)(qu)除率98.46%，但(dan)隨著pH顏(yan)(yan)色(se)去(qu)(qu)除率增加到(dao)7，降低到(dao)95.69%。

　　不同劑量和(he)接觸時間(jian)的活性炭pH從棕櫚(lv)油廠廢水中去除顏色。

　　棕(zong)櫚油廠廢(fei)水(shui)脫色(se)(se)試(shi)驗采用(yong)微(wei)波處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)。活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)的(de)SEM分析(xi)表明，預處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)后會產生更多(duo)的(de)裂(lie)縫和多(duo)孔結(jie)(jie)構。前體的(de)結(jie)(jie)構變化(hua)是由微(wei)波加(jia)熱引起(qi)的(de)。這證明了從(cong)95開(kai)始形成(cheng)裂(lie)縫和碳組分.03增(zeng)加(jia)到98.93%(EDX分析(xi))。微(wei)波加(jia)熱處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)在(zai)BET和P v在(zai)增(zeng)加(jia)方面表現(xian)出優異(yi)的(de)效(xiao)果。除(chu)了86.67%的(de)P v除(chu)了增(zeng)量，還實現(xian)了66%以上(shang)的(de)增(zeng)量SBET增(zeng)加(jia)。此(ci)(ci)外(wai)，使用(yong)RSM檢查棕(zong)櫚油廠廢(fei)水(shui)預處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)脫色(se)(se)性(xing)(xing)能。發現(xian)，隨著pH降(jiang)低值，增(zeng)加(jia)顏(yan)(yan)色(se)(se)去(qu)除(chu)率(lv)。類(lei)似地，活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)的(de)增(zeng)加(jia)提供了更多(duo)的(de)活(huo)(huo)性(xing)(xing)點，有利于去(qu)除(chu)廢(fei)水(shui)中的(de)顏(yan)(yan)色(se)(se)。確定*佳處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)條件為(wei)pH接觸時間為(wei)35 min，平均色(se)(se)度去(qu)除(chu)率(lv)為(wei)96.29%。因此(ci)(ci)，微(wei)波加(jia)熱可以增(zeng)強活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)吸附(fu)劑的(de)形態，增(zeng)強活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)對(dui)廢(fei)水(shui)的(de)脫色(se)(se)效(xiao)果。