活(huo)性炭微波處理與廢水脫色的關系(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(tan)對廢(fei)水中有(you)色化合物的吸(xi)附作用(yong)。

　　微波處理活性炭

　　椰殼活(huo)性炭(tan)(tan)用(yong)蒸餾水反(fan)復(fu)清(qing)洗，去除所有雜質。直到溶液是中性的pH，然(ran)后(hou)(hou)將活(huo)性炭(tan)(tan)放(fang)在110℃烘箱干(gan)燥12小時(shi)。然(ran)后(hou)(hou)在微(wei)波(bo)反(fan)應(ying)(ying)器(qi)中設置900℃。再將約30g經(jing)清(qing)潔和(he)干(gan)燥的活(huo)性炭(tan)(tan)置于反(fan)應(ying)(ying)器(qi)的石(shi)英(ying)不銹鋼容器(qi)中，同時(shi)以200cm 3/min氮氣活(huo)化(hua)10分鐘，流動穩定。將微(wei)波(bo)處理的活(huo)性炭(tan)(tan)冷卻到干(gan)燥器(qi)的室溫(wen)，然(ran)后(hou)(hou)小心地放(fang)入密(mi)封瓶(ping)中進(jin)行下一步的研究。

　　預處(chu)理活性炭和(he)未預處(chu)理活性炭的表征方法

　　使用(yong)SEM，EDX表(biao)示微波處(chu)理(li)(li)(li)和(he)未預處(chu)理(li)(li)(li)的(de)活性(xing)(xing)炭(tan)。SEM測試以在(zai)3000×在(zai)放(fang)大(da)率下檢(jian)查(cha)活性(xing)(xing)炭(tan)的(de)表(biao)面(mian)形狀(zhuang)。EDX測試檢(jian)查(cha)了預處(chu)理(li)(li)(li)的(de)活性(xing)(xing)炭(tan)和(he)未預處(chu)理(li)(li)(li)活性(xing)(xing)炭(tan)的(de)元素組成。使用(yong)自動氣體(ti)吸(xi)附(fu)系統，基(ji)于(yu)氮(dan)氣吸(xi)附(fu)等溫線測量兩種活性(xing)(xing)炭(tan)的(de)BET表(biao)面(mian)積和(he)孔體(ti)積。

　　微波處(chu)理對(dui)活性炭形(xing)態學的(de)影(ying)響

　　3000倍放大(da)(da)倍數下(xia)未經預處理(li)和(he)微波處理(li)的(de)(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)獨特(te)SEM照片分別(bie)示于圖(tu)1a，b中。基于圖(tu)1a，在(zai)3000×在(zai)放大(da)(da)率下(xia)觀察到(dao)裂縫較(jiao)少的(de)(de)(de)平面(mian)(mian)形狀(zhuang)。吸(xi)附(fu)劑的(de)(de)(de)物理(li)特(te)性(xing)(xing)是(shi)表(biao)(biao)面(mian)(mian)裂紋(wen)和(he)孔(kong)隙(xi)(xi)形成。但是(shi)，圖(tu)1b注意到(dao)不同的(de)(de)(de)情況。從這張圖(tu)中，表(biao)(biao)面(mian)(mian)上觀察到(dao)幾個裂縫，可以推測微波處理(li)可能會(hui)改變形態。根據之前的(de)(de)(de)研究，具有足(zu)夠顆粒表(biao)(biao)面(mian)(mian)的(de)(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)(de)特(te)點(dian)是(shi)孔(kong)尺寸更(geng)大(da)(da)，活(huo)性(xing)(xing)位(wei)點(dian)更(geng)多(duo)，可用性(xing)(xing)更(geng)大(da)(da)BET表(biao)(biao)面(mian)(mian)積。這些特(te)性(xing)(xing)加速了(le)吸(xi)附(fu)效果，提高了(le)吸(xi)附(fu)劑的(de)(de)(de)吸(xi)附(fu)容(rong)量。由于孔(kong)隙(xi)(xi)和(he)活(huo)性(xing)(xing)位(wei)點(dian)較(jiao)多(duo)，吸(xi)附(fu)處理(li)開(kai)始時會(hui)出現快速吸(xi)附(fu)。這種快速吸(xi)附(fu)過程可能會(hui)導(dao)致設(she)備(bei)外觀模糊。

　　在3000×放大倍數(shu)SEM照(zhao)片：(a)未經(jing)預處(chu)理的(de)活性炭，(b)活性炭微波處(chu)理。

　　BET分析

　　a、b顯示孔(kong)(kong)體積增(zeng)量分布(P v)與未經(jing)預(yu)處(chu)理和(he)(he)微波(bo)處(chu)理的(de)活性炭孔(kong)(kong)寬(kuan)度相比。如圖所示，微波(bo)加(jia)熱后孔(kong)(kong)體積顯著增(zeng)加(jia)。圖中縱軸上的(de)指示標記A比較未經(jing)預(yu)處(chu)理和(he)(he)預(yu)處(chu)理的(de)活性炭P v，而且幅度分別為0.030cm 3/g和(he)(he)0.056cm 3/g。

　　(a)未經預處(chu)理的(de)活(huo)性炭(b)活(huo)性炭的(de)微波處(chu)理增加了孔體積(ji)與孔寬系(xi)。

　　吸附(fu)實驗(yan)采用(yong)微波處(chu)理活性炭

　　在實驗(yan)過程中(zhong)，發現活(huo)性(xing)炭較(jiao)低pH環境對色(se)(se)(se)彩(cai)的吸(xi)附效果大(da)大(da)提高。盡管如此(ci)，酸性(xing)廢水的排放可能會直(zhi)接阻礙水生棲息(xi)地。鑒于此(ci)，6-7可接受的預處理(li)活(huo)性(xing)炭吸(xi)附研究pH在范(fan)圍內進行。另(ling)外(wai)兩個因素是劑量和(he)(he)接觸(chu)時(shi)間(jian)，分別保(bao)持(chi)在3.208g和(he)(he)35min。從圖3可以看出，顏色(se)(se)(se)去除的百分比(bi)隨之(zhi)而來pH減少(shao)和(he)(he)增加(jia)。在pH6時(shi)獲得*高顏色(se)(se)(se)去除率98.46%，但(dan)隨著(zhu)pH顏色(se)(se)(se)去除率增加(jia)到(dao)7，降低到(dao)95.69%。

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

　　棕櫚油(you)廠廢(fei)(fei)水(shui)脫(tuo)色試驗采用微波處(chu)(chu)理(li)活(huo)性(xing)炭(tan)。活(huo)性(xing)炭(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)SEM分析表明，預(yu)(yu)處(chu)(chu)理(li)后會產生(sheng)更(geng)多(duo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)裂縫和(he)多(duo)孔結構。前體的(de)(de)(de)(de)(de)(de)結構變化是由微波加(jia)熱(re)引(yin)起的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。這證明了(le)從95開始形成裂縫和(he)碳(tan)組分.03增加(jia)到98.93%(EDX分析)。微波加(jia)熱(re)處(chu)(chu)理(li)在BET和(he)P v在增加(jia)方面(mian)表現(xian)(xian)出(chu)優異的(de)(de)(de)(de)(de)(de)效(xiao)果(guo)。除了(le)86.67%的(de)(de)(de)(de)(de)(de)P v除了(le)增量(liang)，還實(shi)現(xian)(xian)了(le)66%以(yi)上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)增量(liang)SBET增加(jia)。此外，使用RSM檢(jian)查(cha)棕櫚油(you)廠廢(fei)(fei)水(shui)預(yu)(yu)處(chu)(chu)理(li)活(huo)性(xing)炭(tan)脫(tuo)色性(xing)能。發現(xian)(xian)，隨著pH降低(di)值，增加(jia)顏色去(qu)(qu)除率。類似(si)地，活(huo)性(xing)炭(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)增加(jia)提供(gong)了(le)更(geng)多(duo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)活(huo)性(xing)點，有利于去(qu)(qu)除廢(fei)(fei)水(shui)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)顏色。確定*佳(jia)處(chu)(chu)理(li)條(tiao)件為pH接觸時間為35 min，平(ping)均色度去(qu)(qu)除率為96.29%。因(yin)此，微波加(jia)熱(re)可以(yi)增強活(huo)性(xing)炭(tan)吸附劑的(de)(de)(de)(de)(de)(de)形態，增強活(huo)性(xing)炭(tan)對廢(fei)(fei)水(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)脫(tuo)色效(xiao)果(guo)。