活性炭微波(bo)處(chu)理與廢水脫色(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(he)未處理活(huo)性炭對廢水中有色化(hua)合物的吸附作(zuo)用。

　　微波處理活性炭

　　椰殼活(huo)性炭用蒸餾水反(fan)復清(qing)洗，去除所有雜(za)質。直(zhi)到(dao)溶液是中性的(de)pH，然(ran)后將(jiang)活(huo)性炭放(fang)在(zai)110℃烘箱干(gan)(gan)燥12小時。然(ran)后在(zai)微(wei)波反(fan)應器(qi)(qi)中設(she)置900℃。再將(jiang)約30g經清(qing)潔和干(gan)(gan)燥的(de)活(huo)性炭置于反(fan)應器(qi)(qi)的(de)石英不銹鋼容器(qi)(qi)中，同時以200cm 3/min氮氣(qi)活(huo)化10分鐘，流動(dong)穩(wen)定。將(jiang)微(wei)波處理(li)的(de)活(huo)性炭冷(leng)卻到(dao)干(gan)(gan)燥器(qi)(qi)的(de)室溫，然(ran)后小心地放(fang)入密封瓶中進(jin)行下一步的(de)研究。

　　預處理活性(xing)炭(tan)和未預處理活性(xing)炭(tan)的(de)表(biao)征方法

　　使(shi)用SEM，EDX表(biao)示微波處理(li)(li)和(he)未預(yu)處理(li)(li)的活(huo)性(xing)(xing)炭。SEM測(ce)(ce)試(shi)以在3000×在放大率(lv)下檢(jian)查(cha)活(huo)性(xing)(xing)炭的表(biao)面形狀。EDX測(ce)(ce)試(shi)檢(jian)查(cha)了預(yu)處理(li)(li)的活(huo)性(xing)(xing)炭和(he)未預(yu)處理(li)(li)活(huo)性(xing)(xing)炭的元(yuan)素組成。使(shi)用自(zi)動氣(qi)體(ti)吸(xi)附系統，基于氮氣(qi)吸(xi)附等溫線測(ce)(ce)量(liang)兩種活(huo)性(xing)(xing)炭的BET表(biao)面積和(he)孔體(ti)積。

　　微波處理對活性炭形態學的影響(xiang)

　　3000倍(bei)放(fang)大倍(bei)數下未經(jing)預處理(li)(li)(li)和微波(bo)(bo)處理(li)(li)(li)的活性炭獨特SEM照片分別(bie)示(shi)于圖(tu)(tu)1a，b中。基于圖(tu)(tu)1a，在3000×在放(fang)大率下觀察(cha)到裂(lie)縫較(jiao)(jiao)少的平面(mian)(mian)形狀。吸(xi)附(fu)劑的物理(li)(li)(li)特性是表(biao)面(mian)(mian)裂(lie)紋和孔(kong)隙形成。但是，圖(tu)(tu)1b注意到不同的情況。從這張(zhang)圖(tu)(tu)中，表(biao)面(mian)(mian)上觀察(cha)到幾個裂(lie)縫，可(ke)(ke)以推測微波(bo)(bo)處理(li)(li)(li)可(ke)(ke)能會(hui)(hui)改變(bian)形態。根據之前的研究，具(ju)有(you)足夠顆粒表(biao)面(mian)(mian)的活性炭的特點(dian)(dian)是孔(kong)尺寸更(geng)大，活性位點(dian)(dian)更(geng)多，可(ke)(ke)用性更(geng)大BET表(biao)面(mian)(mian)積。這些特性加速了吸(xi)附(fu)效果，提(ti)高了吸(xi)附(fu)劑的吸(xi)附(fu)容量(liang)。由于孔(kong)隙和活性位點(dian)(dian)較(jiao)(jiao)多，吸(xi)附(fu)處理(li)(li)(li)開始(shi)時會(hui)(hui)出現快速吸(xi)附(fu)。這種快速吸(xi)附(fu)過程可(ke)(ke)能會(hui)(hui)導致設(she)備外觀模糊。

　　在3000×放大倍數SEM照(zhao)片：(a)未經預(yu)處(chu)理的活性炭，(b)活性炭微波處(chu)理。

　　BET分析

　　a、b顯示(shi)(shi)孔(kong)(kong)體積(ji)增量分布(P v)與未經預處理(li)和微波處理(li)的活(huo)性(xing)炭孔(kong)(kong)寬度(du)相比。如圖(tu)所示(shi)(shi)，微波加熱后孔(kong)(kong)體積(ji)顯著增加。圖(tu)中(zhong)縱軸上(shang)的指(zhi)示(shi)(shi)標記A比較未經預處理(li)和預處理(li)的活(huo)性(xing)炭P v，而且幅度(du)分別為0.030cm 3/g和0.056cm 3/g。

　　(a)未經(jing)預處理(li)的活性(xing)炭(b)活性(xing)炭的微波處理(li)增加(jia)了孔體積與孔寬系(xi)。

　　吸附實驗采用微(wei)波處理活(huo)性炭

　　在(zai)(zai)實驗過程中，發現活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭較低(di)pH環(huan)境對色彩的(de)(de)吸附效果大大提高。盡管如此，酸性(xing)(xing)廢水的(de)(de)排放(fang)可能會直接(jie)阻礙水生(sheng)棲息地。鑒于(yu)此，6-7可接(jie)受(shou)的(de)(de)預處理活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭吸附研究pH在(zai)(zai)范圍內進行。另外(wai)兩個因素是(shi)劑量(liang)和(he)接(jie)觸時間，分別保持在(zai)(zai)3.208g和(he)35min。從圖3可以看出(chu)，顏色去除(chu)的(de)(de)百分比隨(sui)之(zhi)而來pH減少和(he)增加。在(zai)(zai)pH6時獲(huo)得*高顏色去除(chu)率98.46%，但隨(sui)著pH顏色去除(chu)率增加到7，降(jiang)低(di)到95.69%。

　　不(bu)同劑量和(he)接觸時間(jian)的活性炭(tan)pH從棕櫚油廠廢水中去除顏色。

　　棕櫚油廠廢水(shui)脫(tuo)色試驗采用(yong)微(wei)波(bo)處理(li)(li)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)。活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)(de)SEM分(fen)析表明(ming)，預處理(li)(li)后(hou)會(hui)產生更多的(de)(de)(de)裂(lie)(lie)縫(feng)和多孔結(jie)構。前體的(de)(de)(de)結(jie)構變(bian)化是(shi)由微(wei)波(bo)加(jia)熱引起的(de)(de)(de)。這證(zheng)明(ming)了(le)從(cong)95開始形成裂(lie)(lie)縫(feng)和碳(tan)組分(fen).03增(zeng)(zeng)加(jia)到(dao)98.93%(EDX分(fen)析)。微(wei)波(bo)加(jia)熱處理(li)(li)在BET和P v在增(zeng)(zeng)加(jia)方面表現出優異的(de)(de)(de)效果(guo)。除(chu)(chu)了(le)86.67%的(de)(de)(de)P v除(chu)(chu)了(le)增(zeng)(zeng)量，還(huan)實現了(le)66%以上的(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)量SBET增(zeng)(zeng)加(jia)。此(ci)外，使用(yong)RSM檢查棕櫚油廠廢水(shui)預處理(li)(li)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)脫(tuo)色性(xing)(xing)(xing)(xing)能。發現，隨著pH降低值，增(zeng)(zeng)加(jia)顏色去除(chu)(chu)率。類似地(di)，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)加(jia)提供了(le)更多的(de)(de)(de)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)點，有利(li)于去除(chu)(chu)廢水(shui)中的(de)(de)(de)顏色。確定*佳(jia)處理(li)(li)條件為pH接觸時(shi)間(jian)為35 min，平均(jun)色度去除(chu)(chu)率為96.29%。因(yin)此(ci)，微(wei)波(bo)加(jia)熱可(ke)以增(zeng)(zeng)強(qiang)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)吸附劑的(de)(de)(de)形態，增(zeng)(zeng)強(qiang)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)對(dui)廢水(shui)的(de)(de)(de)脫(tuo)色效果(guo)。