活(huo)性炭微(wei)波處理(li)與廢水(shui)脫色(se)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對廢水中有色化(hua)合物的(de)吸附作(zuo)用。

　　微波處理活性炭

　　椰殼(ke)活性炭用蒸餾水反復清洗，去除所有(you)雜(za)質。直到溶(rong)液是中(zhong)(zhong)性的(de)pH，然(ran)后將活性炭放(fang)在110℃烘(hong)箱(xiang)干(gan)(gan)燥(zao)12小(xiao)時(shi)(shi)。然(ran)后在微波反應(ying)器(qi)(qi)(qi)中(zhong)(zhong)設置(zhi)900℃。再將約30g經清潔和(he)干(gan)(gan)燥(zao)的(de)活性炭置(zhi)于反應(ying)器(qi)(qi)(qi)的(de)石英不銹鋼容器(qi)(qi)(qi)中(zhong)(zhong)，同時(shi)(shi)以200cm 3/min氮氣活化10分鐘，流動穩定。將微波處理(li)的(de)活性炭冷(leng)卻到干(gan)(gan)燥(zao)器(qi)(qi)(qi)的(de)室溫，然(ran)后小(xiao)心地放(fang)入密封(feng)瓶中(zhong)(zhong)進行下一步(bu)的(de)研究。

　　預處理活(huo)性(xing)炭和未預處理活(huo)性(xing)炭的表征(zheng)方法

　　使用SEM，EDX表示微波處理(li)和未(wei)預(yu)(yu)處理(li)的(de)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)。SEM測(ce)試(shi)以在(zai)3000×在(zai)放(fang)大率下檢(jian)(jian)查(cha)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)的(de)表面形狀。EDX測(ce)試(shi)檢(jian)(jian)查(cha)了預(yu)(yu)處理(li)的(de)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)和未(wei)預(yu)(yu)處理(li)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)的(de)元素組成。使用自(zi)動氣體吸(xi)附(fu)(fu)系統，基(ji)于氮氣吸(xi)附(fu)(fu)等(deng)溫線測(ce)量兩種活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)的(de)BET表面積(ji)和孔體積(ji)。

　　微(wei)波(bo)處理對活性(xing)炭形態學的影響

　　3000倍放大倍數下未經預處(chu)理和微波處(chu)理的(de)(de)(de)活性(xing)(xing)炭(tan)獨特SEM照片分別示(shi)于(yu)圖1a，b中。基于(yu)圖1a，在3000×在放大率下觀(guan)察到(dao)裂(lie)縫較少的(de)(de)(de)平面形狀。吸(xi)(xi)附(fu)劑(ji)的(de)(de)(de)物理特性(xing)(xing)是表面裂(lie)紋和孔(kong)(kong)隙形成。但是，圖1b注意到(dao)不同的(de)(de)(de)情(qing)況。從這張圖中，表面上觀(guan)察到(dao)幾個裂(lie)縫，可以推(tui)測微波處(chu)理可能會(hui)改(gai)變形態。根據之前的(de)(de)(de)研究(jiu)，具有足夠(gou)顆(ke)粒表面的(de)(de)(de)活性(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)(de)特點(dian)(dian)是孔(kong)(kong)尺寸更(geng)(geng)大，活性(xing)(xing)位(wei)點(dian)(dian)更(geng)(geng)多，可用性(xing)(xing)更(geng)(geng)大BET表面積。這些特性(xing)(xing)加(jia)速了吸(xi)(xi)附(fu)效果(guo)，提高(gao)了吸(xi)(xi)附(fu)劑(ji)的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)容量(liang)。由(you)于(yu)孔(kong)(kong)隙和活性(xing)(xing)位(wei)點(dian)(dian)較多，吸(xi)(xi)附(fu)處(chu)理開(kai)始(shi)時會(hui)出現(xian)快速吸(xi)(xi)附(fu)。這種(zhong)快速吸(xi)(xi)附(fu)過(guo)程可能會(hui)導(dao)致設備外觀(guan)模糊。

　　在3000×放大倍數SEM照(zhao)片：(a)未經預處(chu)理的活(huo)性炭(tan)，(b)活(huo)性炭(tan)微(wei)波處(chu)理。

　　BET分析

　　a、b顯示(shi)孔(kong)體積增量(liang)分(fen)布(P v)與未經(jing)預(yu)(yu)處理(li)和微波(bo)處理(li)的活(huo)性(xing)炭孔(kong)寬(kuan)度相比(bi)。如(ru)圖所(suo)示(shi)，微波(bo)加熱后(hou)孔(kong)體積顯著增加。圖中縱軸上的指(zhi)示(shi)標(biao)記A比(bi)較未經(jing)預(yu)(yu)處理(li)和預(yu)(yu)處理(li)的活(huo)性(xing)炭P v，而且幅度分(fen)別(bie)為0.030cm 3/g和0.056cm 3/g。

　　(a)未經預處理的活性炭(b)活性炭的微波處理增加了孔體積(ji)與孔寬系。

　　吸(xi)附實(shi)驗采用微波處理活性炭

　　在(zai)(zai)實驗過程(cheng)中，發現活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)較低pH環(huan)境對色(se)彩的(de)吸(xi)(xi)附(fu)效果大大提(ti)高。盡(jin)管如此，酸(suan)性(xing)(xing)廢(fei)水(shui)的(de)排(pai)放(fang)可能會直接阻礙水(shui)生棲息地(di)。鑒于此，6-7可接受的(de)預處理(li)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)吸(xi)(xi)附(fu)研究(jiu)pH在(zai)(zai)范(fan)圍內進(jin)行。另外兩個因(yin)素是(shi)劑量和接觸時(shi)間(jian)，分別保持在(zai)(zai)3.208g和35min。從圖3可以(yi)看出，顏色(se)去除的(de)百分比(bi)隨之而來pH減少和增加。在(zai)(zai)pH6時(shi)獲得*高顏色(se)去除率98.46%，但隨著pH顏色(se)去除率增加到7，降低到95.69%。

　　不(bu)同(tong)劑量和接觸(chu)時(shi)間的活(huo)性炭(tan)pH從棕(zong)櫚油(you)廠廢(fei)水中去(qu)除顏色(se)。

　　棕(zong)櫚油(you)廠廢水脫色(se)試(shi)驗采用微波處理(li)活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)。活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)(de)SEM分析表明，預(yu)處理(li)后會產(chan)生更多的(de)(de)(de)裂縫和多孔(kong)結構。前體(ti)的(de)(de)(de)結構變化(hua)是由微波加(jia)(jia)熱引起的(de)(de)(de)。這證明了從95開始形(xing)成裂縫和碳組分.03增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)到(dao)98.93%(EDX分析)。微波加(jia)(jia)熱處理(li)在BET和P v在增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)方面表現(xian)(xian)出優異的(de)(de)(de)效果(guo)。除了86.67%的(de)(de)(de)P v除了增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)量，還實現(xian)(xian)了66%以上(shang)的(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)量SBET增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)。此外，使用RSM檢查棕(zong)櫚油(you)廠廢水預(yu)處理(li)活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)脫色(se)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能。發現(xian)(xian)，隨著pH降低值(zhi)，增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)顏色(se)去除率(lv)。類(lei)似地，活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)提(ti)供了更多的(de)(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)點，有(you)利于去除廢水中的(de)(de)(de)顏色(se)。確定(ding)*佳處理(li)條件(jian)為(wei)pH接(jie)觸時間為(wei)35 min，平均色(se)度去除率(lv)為(wei)96.29%。因此，微波加(jia)(jia)熱可(ke)以增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)強活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)吸附(fu)劑(ji)的(de)(de)(de)形(xing)態(tai)，增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)強活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)對廢水的(de)(de)(de)脫色(se)效果(guo)。