活(huo)性炭微波處理(li)與(yu)廢(fei)水(shui)脫色的(de)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(wei)處理活性(xing)炭對廢水中有色(se)化合(he)物(wu)的(de)吸附作(zuo)用。

　　微波處理活性炭

　　椰殼(ke)活性(xing)炭(tan)用蒸餾水反復清(qing)洗，去除所有(you)雜質。直到溶(rong)液是中性(xing)的(de)(de)(de)(de)pH，然(ran)后將活性(xing)炭(tan)放在(zai)110℃烘箱(xiang)干(gan)燥(zao)12小(xiao)時。然(ran)后在(zai)微(wei)(wei)波反應器中設(she)置900℃。再將約30g經清(qing)潔和(he)干(gan)燥(zao)的(de)(de)(de)(de)活性(xing)炭(tan)置于(yu)反應器的(de)(de)(de)(de)石(shi)英不銹鋼(gang)容器中，同時以200cm 3/min氮氣活化10分鐘，流動(dong)穩定。將微(wei)(wei)波處理的(de)(de)(de)(de)活性(xing)炭(tan)冷卻到干(gan)燥(zao)器的(de)(de)(de)(de)室溫，然(ran)后小(xiao)心(xin)地放入密封瓶中進行下一步的(de)(de)(de)(de)研(yan)究。

　　預(yu)處(chu)理(li)活性炭(tan)和未預(yu)處(chu)理(li)活性炭(tan)的(de)表(biao)征(zheng)方法

　　使用(yong)SEM，EDX表(biao)(biao)示微波(bo)處(chu)理和未預處(chu)理的(de)活(huo)性(xing)炭。SEM測(ce)試(shi)以在3000×在放(fang)大率下檢查(cha)活(huo)性(xing)炭的(de)表(biao)(biao)面(mian)形狀。EDX測(ce)試(shi)檢查(cha)了預處(chu)理的(de)活(huo)性(xing)炭和未預處(chu)理活(huo)性(xing)炭的(de)元素組成。使用(yong)自動氣體(ti)吸附(fu)系統，基(ji)于氮氣吸附(fu)等溫線測(ce)量兩(liang)種活(huo)性(xing)炭的(de)BET表(biao)(biao)面(mian)積和孔體(ti)積。

　　微波處(chu)理對活性炭形態學的影(ying)響

　　3000倍(bei)放大倍(bei)數下(xia)未經預處(chu)(chu)理(li)和(he)微(wei)波處(chu)(chu)理(li)的活性(xing)(xing)(xing)炭獨特(te)SEM照(zhao)片(pian)分別(bie)示于圖1a，b中(zhong)。基于圖1a，在3000×在放大率下(xia)觀察(cha)到裂(lie)(lie)縫較少的平面(mian)形狀。吸(xi)附劑(ji)的物理(li)特(te)性(xing)(xing)(xing)是(shi)表面(mian)裂(lie)(lie)紋和(he)孔隙形成。但(dan)是(shi)，圖1b注意到不同的情況。從這(zhe)張圖中(zhong)，表面(mian)上觀察(cha)到幾個(ge)裂(lie)(lie)縫，可(ke)以推測微(wei)波處(chu)(chu)理(li)可(ke)能會(hui)(hui)改變形態。根據(ju)之前的研(yan)究，具有足夠顆粒表面(mian)的活性(xing)(xing)(xing)炭的特(te)點(dian)是(shi)孔尺寸更(geng)大，活性(xing)(xing)(xing)位(wei)點(dian)更(geng)多，可(ke)用(yong)性(xing)(xing)(xing)更(geng)大BET表面(mian)積。這(zhe)些特(te)性(xing)(xing)(xing)加速了(le)吸(xi)附效果，提(ti)高了(le)吸(xi)附劑(ji)的吸(xi)附容量。由于孔隙和(he)活性(xing)(xing)(xing)位(wei)點(dian)較多，吸(xi)附處(chu)(chu)理(li)開始(shi)時會(hui)(hui)出現快速吸(xi)附。這(zhe)種快速吸(xi)附過(guo)程可(ke)能會(hui)(hui)導致設備外觀模糊。

　　在3000×放大倍數SEM照片(pian)：(a)未(wei)經預(yu)處(chu)理的活性炭，(b)活性炭微(wei)波處(chu)理。

　　BET分析

　　a、b顯(xian)示(shi)孔體積增量分布(P v)與未經(jing)預(yu)處理和微(wei)波處理的(de)活性(xing)炭孔寬度相比。如圖所示(shi)，微(wei)波加熱后孔體積顯(xian)著增加。圖中(zhong)縱軸上的(de)指示(shi)標(biao)記A比較未經(jing)預(yu)處理和預(yu)處理的(de)活性(xing)炭P v，而且幅度分別為0.030cm 3/g和0.056cm 3/g。

　　(a)未經(jing)預處理(li)的活性炭(tan)(tan)(b)活性炭(tan)(tan)的微波處理(li)增加(jia)了孔體(ti)積與孔寬系。

　　吸(xi)附(fu)實驗(yan)采用微波處(chu)理活(huo)性炭

　　在實(shi)驗過程中，發現(xian)活性炭較(jiao)低pH環境對色彩(cai)的(de)吸(xi)附效(xiao)果大大提高(gao)。盡管如此(ci)，酸(suan)性廢水(shui)的(de)排放(fang)可能會直接阻礙水(shui)生棲息地。鑒于(yu)此(ci)，6-7可接受的(de)預處理(li)活性炭吸(xi)附研究pH在范圍內(nei)進行。另外兩個因素是劑(ji)量和接觸時(shi)(shi)間，分別(bie)保(bao)持在3.208g和35min。從圖3可以(yi)看出，顏色去(qu)除的(de)百分比隨(sui)之而來pH減(jian)少(shao)和增加。在pH6時(shi)(shi)獲(huo)得(de)*高(gao)顏色去(qu)除率98.46%，但隨(sui)著pH顏色去(qu)除率增加到(dao)7，降低到(dao)95.69%。

　　不同劑量和接觸(chu)時間的活性(xing)炭pH從(cong)棕櫚油(you)廠廢水(shui)中去除(chu)顏色。

　　棕櫚油廠廢(fei)水(shui)脫色(se)試(shi)驗采用(yong)微波(bo)(bo)(bo)處理(li)(li)(li)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)。活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)SEM分析表明，預處理(li)(li)(li)后會產生更多的(de)(de)(de)(de)裂縫(feng)和多孔結構。前體的(de)(de)(de)(de)結構變化是由微波(bo)(bo)(bo)加(jia)(jia)熱(re)引起的(de)(de)(de)(de)。這證明了(le)從95開始形成裂縫(feng)和碳(tan)組分.03增(zeng)加(jia)(jia)到98.93%(EDX分析)。微波(bo)(bo)(bo)加(jia)(jia)熱(re)處理(li)(li)(li)在BET和P v在增(zeng)加(jia)(jia)方面(mian)表現出優(you)異的(de)(de)(de)(de)效(xiao)果(guo)。除了(le)86.67%的(de)(de)(de)(de)P v除了(le)增(zeng)量，還實現了(le)66%以上的(de)(de)(de)(de)增(zeng)量SBET增(zeng)加(jia)(jia)。此外(wai)，使用(yong)RSM檢(jian)查棕櫚油廠廢(fei)水(shui)預處理(li)(li)(li)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)脫色(se)性(xing)(xing)能。發(fa)現，隨著pH降低值，增(zeng)加(jia)(jia)顏色(se)去除率。類似地，活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)(jia)提供(gong)了(le)更多的(de)(de)(de)(de)活(huo)(huo)性(xing)(xing)點，有利(li)于(yu)去除廢(fei)水(shui)中的(de)(de)(de)(de)顏色(se)。確定*佳處理(li)(li)(li)條件為(wei)(wei)pH接觸時間為(wei)(wei)35 min，平均色(se)度(du)去除率為(wei)(wei)96.29%。因此，微波(bo)(bo)(bo)加(jia)(jia)熱(re)可以增(zeng)強活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)吸附(fu)劑的(de)(de)(de)(de)形態，增(zeng)強活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)對廢(fei)水(shui)的(de)(de)(de)(de)脫色(se)效(xiao)果(guo)。