活(huo)性(xing)炭微波處理與廢水脫(tuo)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未處理(li)活性炭(tan)對(dui)廢水中(zhong)有色化合物的吸附作(zuo)用。

　　微波處理活性炭

　　椰殼(ke)活(huo)性炭用蒸餾水反復清洗(xi)，去除所(suo)有雜質(zhi)。直(zhi)到(dao)溶液是中(zhong)性的(de)(de)(de)pH，然(ran)后(hou)將(jiang)(jiang)(jiang)活(huo)性炭放(fang)在110℃烘箱干燥(zao)12小時。然(ran)后(hou)在微(wei)波反應(ying)器中(zhong)設置(zhi)(zhi)900℃。再將(jiang)(jiang)(jiang)約30g經清潔和干燥(zao)的(de)(de)(de)活(huo)性炭置(zhi)(zhi)于反應(ying)器的(de)(de)(de)石英不銹鋼容器中(zhong)，同時以(yi)200cm 3/min氮氣活(huo)化10分鐘，流(liu)動穩定。將(jiang)(jiang)(jiang)微(wei)波處理(li)的(de)(de)(de)活(huo)性炭冷(leng)卻到(dao)干燥(zao)器的(de)(de)(de)室溫，然(ran)后(hou)小心地放(fang)入密封(feng)瓶(ping)中(zhong)進行下一(yi)步的(de)(de)(de)研究(jiu)。

　　預處理(li)活性炭和未預處理(li)活性炭的(de)表征(zheng)方法

　　使用SEM，EDX表(biao)示微(wei)波處(chu)理和未(wei)預處(chu)理的(de)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)。SEM測(ce)試以在(zai)3000×在(zai)放大率下檢(jian)查(cha)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)表(biao)面形狀。EDX測(ce)試檢(jian)查(cha)了預處(chu)理的(de)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)和未(wei)預處(chu)理活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)元(yuan)素(su)組(zu)成(cheng)。使用自動氣(qi)體吸附(fu)系統，基于氮(dan)氣(qi)吸附(fu)等(deng)溫(wen)線(xian)測(ce)量(liang)兩種活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)BET表(biao)面積(ji)和孔體積(ji)。

　　微波處理對活性炭形(xing)態學的影響

　　3000倍(bei)放大倍(bei)數下未經預處(chu)(chu)理(li)和微(wei)波(bo)(bo)處(chu)(chu)理(li)的(de)活性(xing)炭(tan)獨特(te)SEM照片分別示于圖1a，b中。基于圖1a，在3000×在放大率下觀(guan)察(cha)到裂(lie)縫(feng)較少的(de)平面(mian)形狀。吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)劑的(de)物理(li)特(te)性(xing)是表面(mian)裂(lie)紋(wen)和孔隙(xi)形成。但是，圖1b注(zhu)意到不同的(de)情況(kuang)。從這張圖中，表面(mian)上觀(guan)察(cha)到幾個裂(lie)縫(feng)，可以推測(ce)微(wei)波(bo)(bo)處(chu)(chu)理(li)可能會(hui)(hui)(hui)改變形態。根據之前的(de)研究，具(ju)有足夠顆粒表面(mian)的(de)活性(xing)炭(tan)的(de)特(te)點是孔尺(chi)寸更(geng)大，活性(xing)位點更(geng)多，可用性(xing)更(geng)大BET表面(mian)積。這些特(te)性(xing)加速了吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)效果，提高了吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)劑的(de)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)容(rong)量。由于孔隙(xi)和活性(xing)位點較多，吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)處(chu)(chu)理(li)開始時會(hui)(hui)(hui)出(chu)現(xian)快速吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)。這種快速吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)過(guo)程可能會(hui)(hui)(hui)導致設備外觀(guan)模(mo)糊。

　　在(zai)3000×放(fang)大(da)倍數SEM照片：(a)未經預(yu)處理的活(huo)性(xing)炭，(b)活(huo)性(xing)炭微波處理。

　　BET分析

　　a、b顯(xian)(xian)示(shi)(shi)孔體積增量(liang)分布(bu)(P v)與未經(jing)預(yu)處(chu)理和微波(bo)處(chu)理的(de)活性(xing)炭孔寬度(du)相比(bi)(bi)。如(ru)圖所示(shi)(shi)，微波(bo)加熱后孔體積顯(xian)(xian)著增加。圖中縱軸上的(de)指(zhi)示(shi)(shi)標記A比(bi)(bi)較未經(jing)預(yu)處(chu)理和預(yu)處(chu)理的(de)活性(xing)炭P v，而(er)且(qie)幅(fu)度(du)分別(bie)為(wei)0.030cm 3/g和0.056cm 3/g。

　　(a)未(wei)經預處(chu)理的活性炭(b)活性炭的微波處(chu)理增(zeng)加了孔體(ti)積(ji)與(yu)孔寬(kuan)系(xi)。

　　吸(xi)附(fu)實驗采用(yong)微(wei)波處理活性炭

　　在(zai)實驗過程中，發現(xian)活(huo)性(xing)炭較低pH環境對色彩的吸附效果大大提(ti)高。盡管如此(ci)，酸性(xing)廢水(shui)的排放可(ke)能(neng)會直接(jie)阻礙水(shui)生棲息地。鑒于此(ci)，6-7可(ke)接(jie)受的預處理活(huo)性(xing)炭吸附研(yan)究pH在(zai)范圍內(nei)進行。另外兩個因素(su)是劑(ji)量和接(jie)觸時間，分別保持在(zai)3.208g和35min。從圖3可(ke)以看出，顏(yan)色去除(chu)(chu)的百分比(bi)隨(sui)之而來pH減少和增加(jia)。在(zai)pH6時獲得*高顏(yan)色去除(chu)(chu)率(lv)98.46%，但隨(sui)著pH顏(yan)色去除(chu)(chu)率(lv)增加(jia)到7，降(jiang)低到95.69%。

　　不同劑量和(he)接觸(chu)時(shi)間的活性炭pH從棕櫚油廠(chang)廢水(shui)中去除顏色(se)。

　　棕櫚油廠(chang)廢水(shui)脫(tuo)色(se)試驗采用微(wei)波處(chu)理(li)活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)。活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)的(de)(de)(de)SEM分(fen)(fen)析表(biao)明(ming)，預處(chu)理(li)后(hou)會產(chan)生更多(duo)的(de)(de)(de)裂(lie)縫(feng)和多(duo)孔結構(gou)。前體的(de)(de)(de)結構(gou)變化(hua)是由(you)微(wei)波加(jia)熱(re)引(yin)起的(de)(de)(de)。這證明(ming)了(le)從95開(kai)始形(xing)成(cheng)裂(lie)縫(feng)和碳組分(fen)(fen).03增(zeng)加(jia)到98.93%(EDX分(fen)(fen)析)。微(wei)波加(jia)熱(re)處(chu)理(li)在BET和P v在增(zeng)加(jia)方(fang)面表(biao)現(xian)出優異的(de)(de)(de)效果。除(chu)了(le)86.67%的(de)(de)(de)P v除(chu)了(le)增(zeng)量(liang)，還(huan)實現(xian)了(le)66%以(yi)上的(de)(de)(de)增(zeng)量(liang)SBET增(zeng)加(jia)。此外，使用RSM檢查(cha)棕櫚油廠(chang)廢水(shui)預處(chu)理(li)活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)脫(tuo)色(se)性(xing)能。發現(xian)，隨著(zhu)pH降低(di)值，增(zeng)加(jia)顏色(se)去除(chu)率。類似(si)地(di)，活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)的(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)提供了(le)更多(duo)的(de)(de)(de)活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)點，有利于去除(chu)廢水(shui)中的(de)(de)(de)顏色(se)。確定*佳(jia)處(chu)理(li)條(tiao)件為pH接觸時間為35 min，平(ping)均色(se)度(du)去除(chu)率為96.29%。因此，微(wei)波加(jia)熱(re)可以(yi)增(zeng)強(qiang)活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)吸(xi)附劑的(de)(de)(de)形(xing)態，增(zeng)強(qiang)活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)對廢水(shui)的(de)(de)(de)脫(tuo)色(se)效果。