活性(xing)炭微波處理與(yu)廢水脫色的(de)關系(xi)

　　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活性(xing)炭對廢水中有色化合(he)物的(de)吸附作用。

　　微波處理活性炭

　　椰(ye)殼活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)用蒸(zheng)餾(liu)水反復(fu)清(qing)(qing)洗，去除所有(you)雜質(zhi)。直到溶液是中性(xing)的(de)(de)pH，然(ran)后將(jiang)活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)放在110℃烘箱干燥12小時。然(ran)后在微(wei)波反應器中設置900℃。再將(jiang)約30g經清(qing)(qing)潔和干燥的(de)(de)活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)置于反應器的(de)(de)石英不銹鋼容器中，同(tong)時以200cm 3/min氮氣活(huo)(huo)(huo)化10分鐘，流動穩(wen)定。將(jiang)微(wei)波處理(li)的(de)(de)活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)冷卻(que)到干燥器的(de)(de)室(shi)溫(wen)，然(ran)后小心地(di)放入密封瓶中進(jin)行下一(yi)步的(de)(de)研究。

　　預(yu)處(chu)理活性炭和未(wei)預(yu)處(chu)理活性炭的表征方法

　　使用SEM，EDX表(biao)(biao)示微波處(chu)理(li)和(he)未預(yu)(yu)處(chu)理(li)的活(huo)性(xing)炭。SEM測(ce)試以(yi)在3000×在放大率下檢查活(huo)性(xing)炭的表(biao)(biao)面形(xing)狀(zhuang)。EDX測(ce)試檢查了預(yu)(yu)處(chu)理(li)的活(huo)性(xing)炭和(he)未預(yu)(yu)處(chu)理(li)活(huo)性(xing)炭的元(yuan)素組成。使用自動氣體吸附系統，基于氮氣吸附等(deng)溫線測(ce)量兩種活(huo)性(xing)炭的BET表(biao)(biao)面積(ji)和(he)孔體積(ji)。

　　微波處理對(dui)活性炭形態學的(de)影響(xiang)

　　3000倍放(fang)大(da)(da)倍數下未經預(yu)處(chu)理(li)(li)和微波處(chu)理(li)(li)的(de)(de)活性(xing)炭獨(du)特(te)SEM照(zhao)片分別示(shi)于圖1a，b中。基于圖1a，在(zai)3000×在(zai)放(fang)大(da)(da)率下觀(guan)察(cha)(cha)到(dao)裂(lie)縫較少的(de)(de)平面(mian)(mian)形(xing)狀。吸(xi)附(fu)(fu)劑的(de)(de)物(wu)理(li)(li)特(te)性(xing)是(shi)(shi)表(biao)(biao)面(mian)(mian)裂(lie)紋和孔(kong)隙(xi)形(xing)成。但(dan)是(shi)(shi)，圖1b注意到(dao)不同的(de)(de)情況。從這(zhe)張圖中，表(biao)(biao)面(mian)(mian)上觀(guan)察(cha)(cha)到(dao)幾個裂(lie)縫，可(ke)(ke)以推測(ce)微波處(chu)理(li)(li)可(ke)(ke)能會改(gai)變(bian)形(xing)態。根據之(zhi)前(qian)的(de)(de)研究(jiu)，具有足夠(gou)顆粒表(biao)(biao)面(mian)(mian)的(de)(de)活性(xing)炭的(de)(de)特(te)點是(shi)(shi)孔(kong)尺寸更大(da)(da)，活性(xing)位(wei)點更多，可(ke)(ke)用性(xing)更大(da)(da)BET表(biao)(biao)面(mian)(mian)積(ji)。這(zhe)些特(te)性(xing)加速(su)了(le)吸(xi)附(fu)(fu)效果，提高了(le)吸(xi)附(fu)(fu)劑的(de)(de)吸(xi)附(fu)(fu)容量。由(you)于孔(kong)隙(xi)和活性(xing)位(wei)點較多，吸(xi)附(fu)(fu)處(chu)理(li)(li)開(kai)始時會出現(xian)快速(su)吸(xi)附(fu)(fu)。這(zhe)種快速(su)吸(xi)附(fu)(fu)過程可(ke)(ke)能會導致(zhi)設備外觀(guan)模糊。

　　在3000×放大倍數SEM照(zhao)片：(a)未經(jing)預處(chu)理(li)的活(huo)性炭(tan)，(b)活(huo)性炭(tan)微(wei)波(bo)處(chu)理(li)。

　　BET分析

　　a、b顯(xian)(xian)示孔體積增量分布(P v)與(yu)未經預(yu)處理和(he)(he)微波(bo)處理的活性炭孔寬(kuan)度相比(bi)(bi)。如圖(tu)所示，微波(bo)加熱(re)后孔體積顯(xian)(xian)著增加。圖(tu)中(zhong)縱軸上的指示標(biao)記A比(bi)(bi)較未經預(yu)處理和(he)(he)預(yu)處理的活性炭P v，而且幅度分別為(wei)0.030cm 3/g和(he)(he)0.056cm 3/g。

　　(a)未經預(yu)處理(li)的活性(xing)炭(tan)(b)活性(xing)炭(tan)的微波處理(li)增加(jia)了孔體(ti)積與孔寬系。

　　吸(xi)附實(shi)驗采用(yong)微波處理(li)活性炭(tan)

　　在實驗過程中，發現活(huo)性(xing)炭較低pH環境對色彩的吸附效果大大提高(gao)(gao)。盡管如此，酸性(xing)廢(fei)水的排放可(ke)能會直(zhi)接(jie)阻礙水生棲(qi)息地。鑒于此，6-7可(ke)接(jie)受的預處理活(huo)性(xing)炭吸附研究pH在范圍內(nei)進行。另外兩個因(yin)素(su)是劑量和(he)接(jie)觸時間，分別保(bao)持在3.208g和(he)35min。從圖3可(ke)以看出，顏(yan)色去(qu)除(chu)的百(bai)分比(bi)隨(sui)之而來pH減少和(he)增(zeng)加(jia)。在pH6時獲(huo)得*高(gao)(gao)顏(yan)色去(qu)除(chu)率98.46%，但隨(sui)著(zhu)pH顏(yan)色去(qu)除(chu)率增(zeng)加(jia)到7，降低到95.69%。

　　不同劑量(liang)和接(jie)觸時(shi)間的活性炭(tan)pH從棕(zong)櫚(lv)油廠廢水中去除(chu)顏色。

　　棕櫚油廠(chang)廢水(shui)脫(tuo)色(se)(se)試驗(yan)采用微波(bo)處理(li)(li)活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)。活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)(de)SEM分析(xi)表明(ming)，預處理(li)(li)后會產生更多(duo)(duo)的(de)(de)(de)裂縫和多(duo)(duo)孔(kong)結(jie)構。前體的(de)(de)(de)結(jie)構變化是由微波(bo)加(jia)(jia)熱(re)引起的(de)(de)(de)。這證明(ming)了(le)(le)(le)從95開始形(xing)成(cheng)裂縫和碳(tan)組(zu)分.03增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)到98.93%(EDX分析(xi))。微波(bo)加(jia)(jia)熱(re)處理(li)(li)在BET和P v在增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)方面表現(xian)出優(you)異的(de)(de)(de)效(xiao)果。除(chu)了(le)(le)(le)86.67%的(de)(de)(de)P v除(chu)了(le)(le)(le)增(zeng)(zeng)(zeng)量，還(huan)實(shi)現(xian)了(le)(le)(le)66%以(yi)上的(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)(zeng)量SBET增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)。此外，使用RSM檢(jian)查棕櫚油廠(chang)廢水(shui)預處理(li)(li)活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)脫(tuo)色(se)(se)性(xing)(xing)(xing)(xing)能。發現(xian)，隨著pH降低值，增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)顏(yan)色(se)(se)去除(chu)率(lv)。類似(si)地，活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)提(ti)供(gong)了(le)(le)(le)更多(duo)(duo)的(de)(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)點(dian)，有利于去除(chu)廢水(shui)中的(de)(de)(de)顏(yan)色(se)(se)。確定*佳處理(li)(li)條件為pH接觸時間為35 min，平均(jun)色(se)(se)度去除(chu)率(lv)為96.29%。因此，微波(bo)加(jia)(jia)熱(re)可以(yi)增(zeng)(zeng)(zeng)強活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)吸附劑的(de)(de)(de)形(xing)態，增(zeng)(zeng)(zeng)強活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)對廢水(shui)的(de)(de)(de)脫(tuo)色(se)(se)效(xiao)果。