活性炭(tan)微波(bo)處(chu)理(li)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(he)未處理活性炭對廢水中有色化(hua)合物的(de)吸附作(zuo)用(yong)。

　　微波處理活性炭

　　椰殼活性(xing)炭(tan)(tan)用蒸(zheng)餾(liu)水(shui)反復清洗，去除(chu)所有雜質(zhi)。直到(dao)溶液是中性(xing)的(de)(de)pH，然后(hou)將活性(xing)炭(tan)(tan)放在110℃烘箱(xiang)干(gan)燥12小(xiao)時。然后(hou)在微波(bo)反應(ying)器中設(she)置900℃。再將約(yue)30g經清潔和干(gan)燥的(de)(de)活性(xing)炭(tan)(tan)置于(yu)反應(ying)器的(de)(de)石英不銹鋼容器中，同時以200cm 3/min氮氣(qi)活化10分(fen)鐘，流動(dong)穩定。將微波(bo)處理的(de)(de)活性(xing)炭(tan)(tan)冷(leng)卻(que)到(dao)干(gan)燥器的(de)(de)室溫，然后(hou)小(xiao)心地放入密封瓶(ping)中進行下(xia)一步的(de)(de)研究。

　　預處理活性炭和未預處理活性炭的(de)表(biao)征方法

　　使(shi)用SEM，EDX表示(shi)微波處(chu)理(li)和未(wei)預處(chu)理(li)的(de)(de)(de)活性(xing)炭。SEM測試以(yi)在3000×在放大率下檢查活性(xing)炭的(de)(de)(de)表面(mian)(mian)形狀。EDX測試檢查了(le)預處(chu)理(li)的(de)(de)(de)活性(xing)炭和未(wei)預處(chu)理(li)活性(xing)炭的(de)(de)(de)元素組成。使(shi)用自動(dong)氣體吸(xi)附(fu)系統(tong)，基于氮氣吸(xi)附(fu)等溫線測量(liang)兩(liang)種活性(xing)炭的(de)(de)(de)BET表面(mian)(mian)積(ji)和孔體積(ji)。

　　微波(bo)處理對活性炭形態(tai)學的影響

　　3000倍(bei)放(fang)大倍(bei)數下未經預(yu)處(chu)理(li)(li)和(he)微(wei)波(bo)處(chu)理(li)(li)的活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)獨特(te)(te)SEM照片分別示于(yu)圖(tu)1a，b中。基于(yu)圖(tu)1a，在3000×在放(fang)大率(lv)下觀察到裂(lie)縫較(jiao)少的平面(mian)(mian)(mian)形狀。吸(xi)附(fu)(fu)(fu)劑的物(wu)理(li)(li)特(te)(te)性(xing)(xing)是表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)裂(lie)紋和(he)孔隙形成。但是，圖(tu)1b注意到不(bu)同(tong)的情況。從(cong)這張圖(tu)中，表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)上觀察到幾個裂(lie)縫，可(ke)以推測微(wei)波(bo)處(chu)理(li)(li)可(ke)能(neng)會(hui)改(gai)變形態。根據之前(qian)的研究，具有足(zu)夠顆粒表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)的活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)的特(te)(te)點是孔尺寸(cun)更(geng)大，活性(xing)(xing)位(wei)點更(geng)多(duo)，可(ke)用性(xing)(xing)更(geng)大BET表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)積。這些(xie)特(te)(te)性(xing)(xing)加速(su)了吸(xi)附(fu)(fu)(fu)效果，提高了吸(xi)附(fu)(fu)(fu)劑的吸(xi)附(fu)(fu)(fu)容量。由(you)于(yu)孔隙和(he)活性(xing)(xing)位(wei)點較(jiao)多(duo)，吸(xi)附(fu)(fu)(fu)處(chu)理(li)(li)開始時會(hui)出現快(kuai)速(su)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)。這種快(kuai)速(su)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)過程可(ke)能(neng)會(hui)導致設備外觀模(mo)糊。

　　在3000×放(fang)大倍數(shu)SEM照片：(a)未(wei)經預處理的(de)活性(xing)炭，(b)活性(xing)炭微波(bo)處理。

　　BET分析

　　a、b顯示(shi)孔體積(ji)增量分布(P v)與未(wei)經預(yu)處(chu)理(li)和(he)微波(bo)處(chu)理(li)的(de)活性炭孔寬度相比(bi)。如圖所示(shi)，微波(bo)加熱后孔體積(ji)顯著增加。圖中縱軸上的(de)指示(shi)標(biao)記A比(bi)較未(wei)經預(yu)處(chu)理(li)和(he)預(yu)處(chu)理(li)的(de)活性炭P v，而且幅度分別為0.030cm 3/g和(he)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(jia)了孔體積與孔寬系。

　　吸附實驗采(cai)用微波處理活(huo)性炭

　　在實驗過程(cheng)中，發(fa)現活性(xing)炭(tan)較(jiao)低(di)pH環境對色(se)(se)彩的吸附效果大大提高(gao)。盡管如此，酸性(xing)廢水的排放可能會直接(jie)阻礙水生棲息地。鑒于此，6-7可接(jie)受的預處(chu)理活性(xing)炭(tan)吸附研究(jiu)pH在范圍內(nei)進行。另外兩個因素是(shi)劑量和接(jie)觸(chu)時(shi)間，分(fen)(fen)別保持在3.208g和35min。從圖(tu)3可以看出，顏色(se)(se)去(qu)除的百分(fen)(fen)比隨(sui)(sui)之(zhi)而來pH減少(shao)和增(zeng)加。在pH6時(shi)獲得*高(gao)顏色(se)(se)去(qu)除率98.46%，但隨(sui)(sui)著pH顏色(se)(se)去(qu)除率增(zeng)加到7，降低(di)到95.69%。

　　不同劑量和(he)接觸時間的活性炭pH從棕櫚油廠廢水中去除顏色。

　　棕(zong)櫚油廠廢(fei)(fei)水(shui)脫(tuo)色(se)試驗采用(yong)(yong)微(wei)波處(chu)(chu)理(li)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)。活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)(de)SEM分(fen)(fen)析表(biao)明，預處(chu)(chu)理(li)后會產(chan)生更多的(de)(de)(de)裂縫和(he)(he)多孔結構。前體的(de)(de)(de)結構變化是(shi)由微(wei)波加(jia)(jia)(jia)熱引起(qi)的(de)(de)(de)。這證明了從(cong)95開始形(xing)成(cheng)裂縫和(he)(he)碳組(zu)分(fen)(fen).03增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia)到98.93%(EDX分(fen)(fen)析)。微(wei)波加(jia)(jia)(jia)熱處(chu)(chu)理(li)在BET和(he)(he)P v在增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia)方面表(biao)現(xian)出優異的(de)(de)(de)效(xiao)果。除(chu)了86.67%的(de)(de)(de)P v除(chu)了增(zeng)(zeng)量，還(huan)實(shi)現(xian)了66%以上的(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)量SBET增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia)。此外，使用(yong)(yong)RSM檢查棕(zong)櫚油廠廢(fei)(fei)水(shui)預處(chu)(chu)理(li)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)脫(tuo)色(se)性(xing)能。發現(xian)，隨著(zhu)pH降低值(zhi)，增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia)顏(yan)色(se)去除(chu)率。類似(si)地(di)，活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia)提供(gong)了更多的(de)(de)(de)活(huo)(huo)性(xing)點，有利于去除(chu)廢(fei)(fei)水(shui)中(zhong)的(de)(de)(de)顏(yan)色(se)。確定*佳處(chu)(chu)理(li)條件為(wei)pH接觸(chu)時(shi)間(jian)為(wei)35 min，平均色(se)度去除(chu)率為(wei)96.29%。因此，微(wei)波加(jia)(jia)(jia)熱可以增(zeng)(zeng)強(qiang)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)吸附劑的(de)(de)(de)形(xing)態，增(zeng)(zeng)強(qiang)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)對廢(fei)(fei)水(shui)的(de)(de)(de)脫(tuo)色(se)效(xiao)果。