活性(xing)炭微波(bo)處理(li)與(yu)廢水脫色的(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(he)未處理活性炭對廢水中(zhong)有色化合物的吸附(fu)作(zuo)用。

　　微波處理活性炭

　　椰殼(ke)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)用蒸餾水反(fan)復清(qing)洗，去(qu)除所有(you)雜質。直到溶液(ye)是(shi)中性(xing)(xing)的pH，然(ran)后將活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)放(fang)在110℃烘(hong)箱(xiang)干(gan)(gan)燥(zao)12小時(shi)。然(ran)后在微波(bo)反(fan)應器(qi)(qi)中設置(zhi)900℃。再將約30g經清(qing)潔和干(gan)(gan)燥(zao)的活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)置(zhi)于反(fan)應器(qi)(qi)的石(shi)英不(bu)銹鋼(gang)容(rong)器(qi)(qi)中，同(tong)時(shi)以(yi)200cm 3/min氮氣活(huo)化10分鐘，流動穩定。將微波(bo)處理的活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)冷(leng)卻到干(gan)(gan)燥(zao)器(qi)(qi)的室溫，然(ran)后小心地放(fang)入密封瓶(ping)中進行下一步的研究(jiu)。

　　預(yu)處理(li)活性炭和(he)未預(yu)處理(li)活性炭的(de)表(biao)征方法

　　使用SEM，EDX表(biao)示微(wei)波處(chu)(chu)理(li)和未(wei)預(yu)處(chu)(chu)理(li)的(de)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭。SEM測(ce)試以在3000×在放大率下(xia)檢查活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭的(de)表(biao)面(mian)形狀。EDX測(ce)試檢查了預(yu)處(chu)(chu)理(li)的(de)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭和未(wei)預(yu)處(chu)(chu)理(li)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭的(de)元素組成(cheng)。使用自動氣(qi)體(ti)吸附系統，基于氮氣(qi)吸附等溫線測(ce)量(liang)兩種活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭的(de)BET表(biao)面(mian)積和孔體(ti)積。

　　微(wei)波(bo)處理對活(huo)性(xing)炭形態(tai)學的(de)影響

　　3000倍(bei)放大(da)(da)(da)倍(bei)數(shu)下未經預處理(li)(li)(li)和(he)微波處理(li)(li)(li)的(de)活性炭獨(du)特(te)SEM照(zhao)片分別示(shi)于圖(tu)1a，b中。基于圖(tu)1a，在3000×在放大(da)(da)(da)率下觀(guan)(guan)察(cha)到(dao)裂縫(feng)較少的(de)平面(mian)(mian)形狀。吸(xi)附(fu)劑的(de)物理(li)(li)(li)特(te)性是表(biao)(biao)面(mian)(mian)裂紋(wen)和(he)孔隙形成(cheng)。但(dan)是，圖(tu)1b注意到(dao)不同的(de)情況。從(cong)這張(zhang)圖(tu)中，表(biao)(biao)面(mian)(mian)上(shang)觀(guan)(guan)察(cha)到(dao)幾個(ge)裂縫(feng)，可(ke)以(yi)推測微波處理(li)(li)(li)可(ke)能會(hui)改變形態。根據(ju)之前的(de)研究，具有(you)足夠顆粒表(biao)(biao)面(mian)(mian)的(de)活性炭的(de)特(te)點是孔尺寸更大(da)(da)(da)，活性位點更多(duo)，可(ke)用性更大(da)(da)(da)BET表(biao)(biao)面(mian)(mian)積。這些特(te)性加速了吸(xi)附(fu)效果，提高了吸(xi)附(fu)劑的(de)吸(xi)附(fu)容(rong)量。由于孔隙和(he)活性位點較多(duo)，吸(xi)附(fu)處理(li)(li)(li)開始時會(hui)出(chu)現快速吸(xi)附(fu)。這種快速吸(xi)附(fu)過(guo)程可(ke)能會(hui)導(dao)致設備外(wai)觀(guan)(guan)模糊。

　　在3000×放大倍數SEM照片：(a)未經預處理的活(huo)性炭，(b)活(huo)性炭微波處理。

　　BET分析

　　a、b顯示(shi)(shi)孔(kong)體(ti)積(ji)增量分(fen)(fen)布(P v)與(yu)未經(jing)預(yu)處(chu)理(li)和(he)微波處(chu)理(li)的活性炭(tan)孔(kong)寬(kuan)度(du)相比。如圖所示(shi)(shi)，微波加(jia)熱后孔(kong)體(ti)積(ji)顯著(zhu)增加(jia)。圖中縱(zong)軸上的指示(shi)(shi)標記A比較(jiao)未經(jing)預(yu)處(chu)理(li)和(he)預(yu)處(chu)理(li)的活性炭(tan)P v，而且幅度(du)分(fen)(fen)別為0.030cm 3/g和(he)0.056cm 3/g。

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

　　吸附實(shi)驗采用(yong)微(wei)波(bo)處理(li)活性炭

　　在(zai)(zai)實驗過(guo)程(cheng)中，發現活(huo)性炭較低pH環境對(dui)色彩的吸附效(xiao)果大大提高。盡管如此(ci)，酸性廢水的排放可能會直接阻礙(ai)水生棲息地(di)。鑒(jian)于此(ci)，6-7可接受(shou)的預處(chu)理活(huo)性炭吸附研究pH在(zai)(zai)范圍內進行。另外兩(liang)個因素(su)是劑量和接觸時(shi)間，分別保持在(zai)(zai)3.208g和35min。從(cong)圖(tu)3可以看(kan)出，顏(yan)色去除(chu)的百分比隨之(zhi)而來pH減少和增加(jia)。在(zai)(zai)pH6時(shi)獲得*高顏(yan)色去除(chu)率(lv)98.46%，但(dan)隨著pH顏(yan)色去除(chu)率(lv)增加(jia)到(dao)7，降低到(dao)95.69%。

　　不同(tong)劑(ji)量和接觸時間的(de)活性炭pH從棕櫚油(you)廠(chang)廢水中(zhong)去(qu)除顏(yan)色。

　　棕櫚(lv)油廠廢水脫(tuo)(tuo)色試(shi)驗采用微(wei)波處(chu)理(li)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭。活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭的(de)(de)SEM分析表明，預處(chu)理(li)后會(hui)產(chan)生更多的(de)(de)裂(lie)縫和多孔結構。前體的(de)(de)結構變化是(shi)由(you)微(wei)波加(jia)(jia)(jia)熱引起的(de)(de)。這證明了(le)從95開(kai)始形(xing)成裂(lie)縫和碳(tan)組(zu)分.03增(zeng)加(jia)(jia)(jia)到98.93%(EDX分析)。微(wei)波加(jia)(jia)(jia)熱處(chu)理(li)在BET和P v在增(zeng)加(jia)(jia)(jia)方面(mian)表現出優異的(de)(de)效(xiao)果。除(chu)了(le)86.67%的(de)(de)P v除(chu)了(le)增(zeng)量(liang)，還(huan)實現了(le)66%以(yi)上(shang)的(de)(de)增(zeng)量(liang)SBET增(zeng)加(jia)(jia)(jia)。此(ci)外(wai)，使用RSM檢查棕櫚(lv)油廠廢水預處(chu)理(li)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭脫(tuo)(tuo)色性(xing)(xing)(xing)能。發現，隨著pH降低(di)值(zhi)，增(zeng)加(jia)(jia)(jia)顏(yan)色去(qu)除(chu)率。類似地，活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭的(de)(de)增(zeng)加(jia)(jia)(jia)提供了(le)更多的(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)(xing)點，有利于(yu)去(qu)除(chu)廢水中的(de)(de)顏(yan)色。確定*佳處(chu)理(li)條件為(wei)pH接觸時間為(wei)35 min，平(ping)均色度去(qu)除(chu)率為(wei)96.29%。因此(ci)，微(wei)波加(jia)(jia)(jia)熱可(ke)以(yi)增(zeng)強(qiang)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭吸(xi)附(fu)劑(ji)的(de)(de)形(xing)態，增(zeng)強(qiang)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭對廢水的(de)(de)脫(tuo)(tuo)色效(xiao)果。