活性炭微波(bo)處理(li)與(yu)廢(fei)水脫色(se)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)活性炭對(dui)廢水中有色化合物的(de)吸(xi)附作用。

　　微波處理活性炭

　　椰(ye)殼活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)用蒸餾水反(fan)復(fu)清洗，去除所有雜質。直(zhi)到溶液是中性(xing)(xing)的pH，然(ran)后(hou)(hou)將(jiang)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)放在(zai)110℃烘箱干(gan)燥(zao)(zao)12小時(shi)(shi)。然(ran)后(hou)(hou)在(zai)微波(bo)反(fan)應(ying)器(qi)中設置900℃。再(zai)將(jiang)約30g經清潔和(he)干(gan)燥(zao)(zao)的活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)置于反(fan)應(ying)器(qi)的石英不銹(xiu)鋼(gang)容器(qi)中，同時(shi)(shi)以200cm 3/min氮(dan)氣活(huo)(huo)化(hua)10分鐘(zhong)，流動穩(wen)定。將(jiang)微波(bo)處理的活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)冷卻到干(gan)燥(zao)(zao)器(qi)的室溫，然(ran)后(hou)(hou)小心地放入密封瓶中進行下一(yi)步的研究。

　　預處理活性炭(tan)(tan)和未預處理活性炭(tan)(tan)的表征方法

　　使用SEM，EDX表示微波(bo)處(chu)理和未預(yu)處(chu)理的(de)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)。SEM測(ce)試以在(zai)3000×在(zai)放大率下檢查(cha)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)的(de)表面(mian)形狀。EDX測(ce)試檢查(cha)了預(yu)處(chu)理的(de)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)和未預(yu)處(chu)理活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)的(de)元素組成。使用自(zi)動氣體(ti)吸附系統，基于氮氣吸附等溫線測(ce)量兩種活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)的(de)BET表面(mian)積(ji)和孔體(ti)積(ji)。

　　微波處理對活性炭形態學的(de)影(ying)響

　　3000倍(bei)放大(da)(da)倍(bei)數下未(wei)經(jing)預處(chu)(chu)理和微(wei)波處(chu)(chu)理的(de)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)獨特(te)SEM照片分(fen)別示于(yu)圖(tu)1a，b中(zhong)。基于(yu)圖(tu)1a，在3000×在放大(da)(da)率下觀察(cha)(cha)到裂(lie)(lie)縫較(jiao)少的(de)平面形(xing)狀。吸(xi)附(fu)(fu)(fu)劑的(de)物(wu)理特(te)性(xing)(xing)是(shi)表面裂(lie)(lie)紋和孔隙(xi)形(xing)成。但是(shi)，圖(tu)1b注(zhu)意到不(bu)同的(de)情況。從(cong)這(zhe)(zhe)張圖(tu)中(zhong)，表面上觀察(cha)(cha)到幾個(ge)裂(lie)(lie)縫，可(ke)以(yi)推測(ce)微(wei)波處(chu)(chu)理可(ke)能(neng)會(hui)改變形(xing)態。根據之前的(de)研究(jiu)，具有足夠顆粒表面的(de)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)的(de)特(te)點(dian)是(shi)孔尺(chi)寸更大(da)(da)，活(huo)性(xing)(xing)位點(dian)更多，可(ke)用性(xing)(xing)更大(da)(da)BET表面積。這(zhe)(zhe)些特(te)性(xing)(xing)加速(su)(su)了(le)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)效果，提高了(le)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)劑的(de)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)容(rong)量。由于(yu)孔隙(xi)和活(huo)性(xing)(xing)位點(dian)較(jiao)多，吸(xi)附(fu)(fu)(fu)處(chu)(chu)理開始(shi)時會(hui)出現快速(su)(su)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)。這(zhe)(zhe)種快速(su)(su)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)過程可(ke)能(neng)會(hui)導致設備(bei)外觀模糊。

　　在3000×放大倍數SEM照片：(a)未經預處理的活性(xing)炭(tan)，(b)活性(xing)炭(tan)微(wei)波(bo)處理。

　　BET分析

　　a、b顯示(shi)孔(kong)(kong)體(ti)積(ji)增(zeng)量分布(P v)與(yu)未(wei)經(jing)預(yu)處理(li)(li)和(he)微波處理(li)(li)的(de)活性炭(tan)孔(kong)(kong)寬度相比(bi)。如圖所示(shi)，微波加(jia)熱后孔(kong)(kong)體(ti)積(ji)顯著增(zeng)加(jia)。圖中縱軸(zhou)上的(de)指示(shi)標記(ji)A比(bi)較未(wei)經(jing)預(yu)處理(li)(li)和(he)預(yu)處理(li)(li)的(de)活性炭(tan)P v，而(er)且幅度分別(bie)為0.030cm 3/g和(he)0.056cm 3/g。

　　(a)未(wei)經預處(chu)理的活性(xing)炭(tan)(b)活性(xing)炭(tan)的微波處(chu)理增加了孔體積(ji)與孔寬系。

　　吸附實驗采用微波處理(li)活(huo)性炭

　　在(zai)實驗過程中，發現活(huo)性炭較(jiao)低pH環境(jing)對色(se)彩(cai)的吸(xi)附效果大大提高。盡(jin)管如此，酸性廢水的排放可(ke)能會直接阻礙水生棲(qi)息地(di)。鑒于(yu)此，6-7可(ke)接受的預處理活(huo)性炭吸(xi)附研究pH在(zai)范圍內(nei)進行。另外(wai)兩(liang)個(ge)因素是劑量和(he)接觸時間(jian)，分別保(bao)持在(zai)3.208g和(he)35min。從圖3可(ke)以看出，顏(yan)色(se)去除(chu)的百(bai)分比隨之而來pH減(jian)少和(he)增加。在(zai)pH6時獲得*高顏(yan)色(se)去除(chu)率98.46%，但隨著pH顏(yan)色(se)去除(chu)率增加到7，降低到95.69%。

　　不同(tong)劑量和接(jie)觸時間的活(huo)性炭pH從(cong)棕(zong)櫚(lv)油廠(chang)廢水中去除顏色。

　　棕(zong)櫚(lv)油廠廢(fei)水(shui)脫色試(shi)驗采用微(wei)波(bo)處(chu)理活(huo)(huo)性(xing)炭。活(huo)(huo)性(xing)炭的(de)SEM分(fen)析表明(ming)，預(yu)(yu)處(chu)理后(hou)會產(chan)生(sheng)更多的(de)裂縫和(he)多孔結構。前體的(de)結構變化是由微(wei)波(bo)加(jia)(jia)熱(re)引(yin)起的(de)。這證明(ming)了從95開始(shi)形成(cheng)裂縫和(he)碳組分(fen).03增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)到98.93%(EDX分(fen)析)。微(wei)波(bo)加(jia)(jia)熱(re)處(chu)理在(zai)BET和(he)P v在(zai)增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)方面表現(xian)出(chu)優異的(de)效果。除(chu)了86.67%的(de)P v除(chu)了增(zeng)(zeng)(zeng)量(liang)，還實現(xian)了66%以上的(de)增(zeng)(zeng)(zeng)量(liang)SBET增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)。此外，使用RSM檢查(cha)棕(zong)櫚(lv)油廠廢(fei)水(shui)預(yu)(yu)處(chu)理活(huo)(huo)性(xing)炭脫色性(xing)能。發現(xian)，隨著pH降低值，增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)顏色去除(chu)率(lv)。類似(si)地，活(huo)(huo)性(xing)炭的(de)增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)提(ti)供了更多的(de)活(huo)(huo)性(xing)點(dian)，有利于去除(chu)廢(fei)水(shui)中(zhong)的(de)顏色。確(que)定*佳(jia)處(chu)理條件為pH接(jie)觸時間為35 min，平均色度去除(chu)率(lv)為96.29%。因此，微(wei)波(bo)加(jia)(jia)熱(re)可以增(zeng)(zeng)(zeng)強活(huo)(huo)性(xing)炭吸附劑的(de)形態(tai)，增(zeng)(zeng)(zeng)強活(huo)(huo)性(xing)炭對廢(fei)水(shui)的(de)脫色效果。