活性炭(tan)微波處理(li)與(yu)廢水脫色的關系

　　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(wei)處理活性炭對廢水中(zhong)有色化合物的吸附作用。

　　微波處理活性炭

　　椰殼活(huo)性炭用蒸餾水反(fan)(fan)復(fu)清(qing)洗，去除所(suo)有(you)雜質。直到溶液是中性的(de)pH，然后將活(huo)性炭放(fang)在110℃烘(hong)箱干(gan)燥(zao)(zao)12小(xiao)時。然后在微(wei)波反(fan)(fan)應器(qi)中設置900℃。再將約(yue)30g經清(qing)潔和干(gan)燥(zao)(zao)的(de)活(huo)性炭置于反(fan)(fan)應器(qi)的(de)石(shi)英不銹鋼容器(qi)中，同(tong)時以200cm 3/min氮(dan)氣活(huo)化(hua)10分鐘，流動(dong)穩定。將微(wei)波處理的(de)活(huo)性炭冷卻到干(gan)燥(zao)(zao)器(qi)的(de)室溫，然后小(xiao)心(xin)地放(fang)入(ru)密(mi)封瓶中進行下一步的(de)研(yan)究。

　　預處(chu)理活性炭和未預處(chu)理活性炭的(de)表征(zheng)方法

　　使用SEM，EDX表(biao)示微波處理(li)(li)和(he)未預(yu)處理(li)(li)的(de)(de)活性(xing)(xing)炭。SEM測(ce)試(shi)(shi)以在3000×在放大率(lv)下檢(jian)查活性(xing)(xing)炭的(de)(de)表(biao)面形狀。EDX測(ce)試(shi)(shi)檢(jian)查了(le)預(yu)處理(li)(li)的(de)(de)活性(xing)(xing)炭和(he)未預(yu)處理(li)(li)活性(xing)(xing)炭的(de)(de)元素組成。使用自動(dong)氣體吸附系統(tong)，基于(yu)氮氣吸附等溫線測(ce)量兩種活性(xing)(xing)炭的(de)(de)BET表(biao)面積(ji)(ji)和(he)孔體積(ji)(ji)。

　　微波處理對活性(xing)炭形態學的影響

　　3000倍放(fang)大(da)(da)倍數下(xia)未經(jing)預(yu)處理(li)和(he)微波(bo)處理(li)的(de)(de)(de)(de)活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)獨(du)特(te)(te)SEM照片分別示于(yu)圖1a，b中。基于(yu)圖1a，在(zai)3000×在(zai)放(fang)大(da)(da)率下(xia)觀(guan)察(cha)到裂縫(feng)較(jiao)少的(de)(de)(de)(de)平面形狀。吸(xi)附(fu)(fu)劑的(de)(de)(de)(de)物理(li)特(te)(te)性(xing)(xing)是表(biao)(biao)面裂紋和(he)孔隙(xi)形成。但是，圖1b注意到不同的(de)(de)(de)(de)情況。從這張圖中，表(biao)(biao)面上觀(guan)察(cha)到幾個裂縫(feng)，可(ke)以推測微波(bo)處理(li)可(ke)能(neng)(neng)會(hui)改變形態。根據之前(qian)的(de)(de)(de)(de)研究(jiu)，具(ju)有足夠顆粒表(biao)(biao)面的(de)(de)(de)(de)活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)特(te)(te)點是孔尺寸更大(da)(da)，活性(xing)(xing)位點更多，可(ke)用性(xing)(xing)更大(da)(da)BET表(biao)(biao)面積。這些特(te)(te)性(xing)(xing)加速(su)了吸(xi)附(fu)(fu)效果，提高了吸(xi)附(fu)(fu)劑的(de)(de)(de)(de)吸(xi)附(fu)(fu)容量。由于(yu)孔隙(xi)和(he)活性(xing)(xing)位點較(jiao)多，吸(xi)附(fu)(fu)處理(li)開始時會(hui)出現快(kuai)速(su)吸(xi)附(fu)(fu)。這種快(kuai)速(su)吸(xi)附(fu)(fu)過程(cheng)可(ke)能(neng)(neng)會(hui)導致設(she)備外觀(guan)模糊。

　　在(zai)3000×放大倍數SEM照片：(a)未經預(yu)處理(li)的活性(xing)炭(tan)，(b)活性(xing)炭(tan)微波處理(li)。

　　BET分析

　　a、b顯示孔體積(ji)增(zeng)量(liang)分布(P v)與未經預(yu)處(chu)理(li)和(he)微波處(chu)理(li)的活性炭孔寬(kuan)度相(xiang)比。如圖所(suo)示，微波加熱后孔體積(ji)顯著增(zeng)加。圖中縱(zong)軸(zhou)上的指示標記A比較未經預(yu)處(chu)理(li)和(he)預(yu)處(chu)理(li)的活性炭P v，而且幅度分別為0.030cm 3/g和(he)0.056cm 3/g。

　　(a)未經預(yu)處理的活性(xing)(xing)炭(b)活性(xing)(xing)炭的微波(bo)處理增加了孔體積(ji)與孔寬系(xi)。

　　吸附實(shi)驗采用微波處理活性(xing)炭

　　在實驗過程中，發現活性(xing)炭較低pH環境對色(se)(se)彩(cai)的吸(xi)附(fu)效果大大提(ti)高。盡管(guan)如此(ci)，酸性(xing)廢水的排(pai)放可(ke)(ke)能會直接(jie)阻礙水生棲息地。鑒于此(ci)，6-7可(ke)(ke)接(jie)受的預處(chu)理活性(xing)炭吸(xi)附(fu)研究(jiu)pH在范圍內進行(xing)。另外兩個因素是劑量和(he)接(jie)觸時(shi)間，分別保持在3.208g和(he)35min。從圖3可(ke)(ke)以看出，顏色(se)(se)去(qu)除(chu)的百分比隨之(zhi)而來pH減少和(he)增加(jia)。在pH6時(shi)獲得*高顏色(se)(se)去(qu)除(chu)率98.46%，但隨著(zhu)pH顏色(se)(se)去(qu)除(chu)率增加(jia)到7，降低到95.69%。

　　不同劑量(liang)和接觸(chu)時間(jian)的活性炭pH從棕(zong)櫚油廠(chang)廢水中去除(chu)顏色。

　　棕櫚油廠廢水脫色(se)(se)試驗采用(yong)微波(bo)(bo)處(chu)(chu)理(li)活(huo)(huo)性炭(tan)。活(huo)(huo)性炭(tan)的(de)SEM分(fen)析表明(ming)，預(yu)處(chu)(chu)理(li)后(hou)會產生更多的(de)裂(lie)縫(feng)和多孔結(jie)構。前體的(de)結(jie)構變化是(shi)由微波(bo)(bo)加(jia)(jia)熱引起的(de)。這證(zheng)明(ming)了(le)從95開(kai)始形(xing)成(cheng)裂(lie)縫(feng)和碳組分(fen).03增(zeng)加(jia)(jia)到98.93%(EDX分(fen)析)。微波(bo)(bo)加(jia)(jia)熱處(chu)(chu)理(li)在BET和P v在增(zeng)加(jia)(jia)方面(mian)表現(xian)(xian)出(chu)優異的(de)效(xiao)果。除了(le)86.67%的(de)P v除了(le)增(zeng)量，還實現(xian)(xian)了(le)66%以上(shang)的(de)增(zeng)量SBET增(zeng)加(jia)(jia)。此外，使用(yong)RSM檢查(cha)棕櫚油廠廢水預(yu)處(chu)(chu)理(li)活(huo)(huo)性炭(tan)脫色(se)(se)性能。發(fa)現(xian)(xian)，隨著pH降低值，增(zeng)加(jia)(jia)顏色(se)(se)去(qu)除率。類似地，活(huo)(huo)性炭(tan)的(de)增(zeng)加(jia)(jia)提供了(le)更多的(de)活(huo)(huo)性點，有利于(yu)去(qu)除廢水中的(de)顏色(se)(se)。確定*佳處(chu)(chu)理(li)條件為(wei)(wei)pH接觸時間為(wei)(wei)35 min，平均色(se)(se)度(du)去(qu)除率為(wei)(wei)96.29%。因(yin)此，微波(bo)(bo)加(jia)(jia)熱可(ke)以增(zeng)強活(huo)(huo)性炭(tan)吸(xi)附(fu)劑(ji)的(de)形(xing)態，增(zeng)強活(huo)(huo)性炭(tan)對廢水的(de)脫色(se)(se)效(xiao)果。