活性(xing)炭微波處理與(yu)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未處(chu)理(li)活性(xing)炭對廢(fei)水中有色化(hua)合物的吸附作(zuo)用。

　　微波處理活性炭

　　椰(ye)殼活(huo)性(xing)炭用蒸餾水反復(fu)清(qing)洗(xi)，去除所有雜質。直(zhi)到溶液(ye)是中性(xing)的(de)pH，然后將(jiang)活(huo)性(xing)炭放在(zai)110℃烘箱干(gan)燥(zao)12小時。然后在(zai)微波反應(ying)器(qi)(qi)中設(she)置900℃。再將(jiang)約30g經清(qing)潔(jie)和干(gan)燥(zao)的(de)活(huo)性(xing)炭置于反應(ying)器(qi)(qi)的(de)石(shi)英不銹鋼容(rong)器(qi)(qi)中，同時以200cm 3/min氮氣活(huo)化10分(fen)鐘，流動穩定(ding)。將(jiang)微波處理的(de)活(huo)性(xing)炭冷卻到干(gan)燥(zao)器(qi)(qi)的(de)室溫，然后小心地放入密封瓶中進行下一步的(de)研究。

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

　　使用(yong)SEM，EDX表(biao)(biao)示微波處(chu)理(li)和(he)(he)未(wei)預(yu)(yu)處(chu)理(li)的(de)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)。SEM測(ce)試以在3000×在放大率下檢(jian)查活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)的(de)表(biao)(biao)面形狀。EDX測(ce)試檢(jian)查了預(yu)(yu)處(chu)理(li)的(de)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)和(he)(he)未(wei)預(yu)(yu)處(chu)理(li)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)的(de)元素組成。使用(yong)自動氣(qi)體吸附系統，基于氮氣(qi)吸附等溫線測(ce)量兩種活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)的(de)BET表(biao)(biao)面積和(he)(he)孔體積。

　　微(wei)波(bo)處理對活性炭形態學的影(ying)響

　　3000倍(bei)(bei)放(fang)大(da)(da)倍(bei)(bei)數下(xia)未經(jing)預(yu)處(chu)理和(he)(he)微(wei)波(bo)處(chu)理的活(huo)性(xing)(xing)炭獨特SEM照(zhao)片分別(bie)示于圖1a，b中(zhong)。基于圖1a，在(zai)3000×在(zai)放(fang)大(da)(da)率(lv)下(xia)觀察到(dao)裂縫較少的平面(mian)形狀。吸(xi)附(fu)(fu)劑(ji)的物理特性(xing)(xing)是表面(mian)裂紋(wen)和(he)(he)孔隙形成。但是，圖1b注意到(dao)不同(tong)的情況。從這張圖中(zhong)，表面(mian)上觀察到(dao)幾(ji)個裂縫，可以推測微(wei)波(bo)處(chu)理可能會改變形態。根據之前的研究(jiu)，具(ju)有足夠顆粒表面(mian)的活(huo)性(xing)(xing)炭的特點是孔尺寸(cun)更大(da)(da)，活(huo)性(xing)(xing)位點更多，可用性(xing)(xing)更大(da)(da)BET表面(mian)積。這些特性(xing)(xing)加速(su)了吸(xi)附(fu)(fu)效果，提高了吸(xi)附(fu)(fu)劑(ji)的吸(xi)附(fu)(fu)容(rong)量。由于孔隙和(he)(he)活(huo)性(xing)(xing)位點較多，吸(xi)附(fu)(fu)處(chu)理開(kai)始時會出現快速(su)吸(xi)附(fu)(fu)。這種快速(su)吸(xi)附(fu)(fu)過程可能會導致設備外觀模糊。

　　在3000×放大倍數SEM照片：(a)未經預處理(li)的(de)活性炭(tan)，(b)活性炭(tan)微波處理(li)。

　　BET分析

　　a、b顯示孔體積(ji)增(zeng)量(liang)分(fen)(fen)布(P v)與未經預(yu)處(chu)(chu)理(li)和(he)微(wei)波處(chu)(chu)理(li)的(de)活(huo)性炭(tan)孔寬度相比(bi)。如(ru)圖(tu)所(suo)示，微(wei)波加(jia)熱后孔體積(ji)顯著增(zeng)加(jia)。圖(tu)中縱軸上的(de)指示標記(ji)A比(bi)較未經預(yu)處(chu)(chu)理(li)和(he)預(yu)處(chu)(chu)理(li)的(de)活(huo)性炭(tan)P v，而且幅(fu)度分(fen)(fen)別為0.030cm 3/g和(he)0.056cm 3/g。

　　(a)未(wei)經(jing)預處(chu)理的活性炭(b)活性炭的微波處(chu)理增(zeng)加了孔體積與孔寬系。

　　吸附實驗采用微(wei)波處理活性炭

　　在(zai)(zai)實驗過程(cheng)中，發現活(huo)性(xing)炭(tan)較(jiao)低(di)pH環(huan)境對色彩(cai)的(de)吸(xi)附效果大(da)大(da)提高(gao)。盡管如此，酸性(xing)廢(fei)水的(de)排(pai)放(fang)可(ke)能(neng)會直接阻礙水生棲息地(di)。鑒于此，6-7可(ke)接受(shou)的(de)預處理活(huo)性(xing)炭(tan)吸(xi)附研究pH在(zai)(zai)范圍內進行。另外兩個因(yin)素是(shi)劑量和接觸(chu)時間，分別保持在(zai)(zai)3.208g和35min。從圖3可(ke)以(yi)看出，顏(yan)色去(qu)除的(de)百分比(bi)隨(sui)之而(er)來pH減少和增加。在(zai)(zai)pH6時獲得*高(gao)顏(yan)色去(qu)除率98.46%，但隨(sui)著pH顏(yan)色去(qu)除率增加到(dao)7，降(jiang)低(di)到(dao)95.69%。

　　不同劑量和接觸(chu)時(shi)間的活性炭pH從棕櫚油廠廢水中去除顏色。

　　棕(zong)櫚(lv)油(you)廠廢(fei)(fei)水(shui)脫(tuo)色(se)(se)試驗(yan)采用微波(bo)處(chu)理(li)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)。活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)SEM分析表(biao)明，預處(chu)理(li)后會(hui)產生更(geng)多(duo)(duo)的(de)(de)裂(lie)縫和多(duo)(duo)孔結(jie)構。前體的(de)(de)結(jie)構變化是由微波(bo)加(jia)(jia)熱引起的(de)(de)。這證明了從(cong)95開始形成裂(lie)縫和碳組分.03增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)到98.93%(EDX分析)。微波(bo)加(jia)(jia)熱處(chu)理(li)在BET和P v在增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)方面(mian)表(biao)現(xian)出(chu)優異的(de)(de)效(xiao)(xiao)果。除了86.67%的(de)(de)P v除了增(zeng)(zeng)量，還實現(xian)了66%以上的(de)(de)增(zeng)(zeng)量SBET增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)。此外，使用RSM檢查棕(zong)櫚(lv)油(you)廠廢(fei)(fei)水(shui)預處(chu)理(li)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)脫(tuo)色(se)(se)性(xing)(xing)能。發現(xian)，隨(sui)著pH降低值，增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)顏(yan)色(se)(se)去(qu)除率。類似(si)地，活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)提供(gong)了更(geng)多(duo)(duo)的(de)(de)活(huo)(huo)性(xing)(xing)點，有利于(yu)去(qu)除廢(fei)(fei)水(shui)中(zhong)的(de)(de)顏(yan)色(se)(se)。確定*佳處(chu)理(li)條件(jian)為(wei)pH接(jie)觸時(shi)間為(wei)35 min，平均色(se)(se)度(du)去(qu)除率為(wei)96.29%。因(yin)此，微波(bo)加(jia)(jia)熱可以增(zeng)(zeng)強活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)吸附劑的(de)(de)形態，增(zeng)(zeng)強活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)對廢(fei)(fei)水(shui)的(de)(de)脫(tuo)色(se)(se)效(xiao)(xiao)果。