活(huo)性炭微波處(chu)理(li)與廢(fei)水脫色的(de)關(guan)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理活性(xing)炭對廢水中有色化合物的吸附作用(yong)。

　　微波處理活性炭

　　椰(ye)殼活(huo)性炭用(yong)蒸餾水反復清(qing)(qing)洗，去除所有雜質。直到(dao)溶液是(shi)中性的(de)pH，然(ran)后(hou)將活(huo)性炭放在110℃烘箱(xiang)干燥12小(xiao)時(shi)。然(ran)后(hou)在微波反應器中設置(zhi)900℃。再將約(yue)30g經清(qing)(qing)潔和干燥的(de)活(huo)性炭置(zhi)于反應器的(de)石英不銹(xiu)鋼容器中，同(tong)時(shi)以200cm 3/min氮氣(qi)活(huo)化10分鐘，流動穩定。將微波處(chu)理的(de)活(huo)性炭冷卻到(dao)干燥器的(de)室溫，然(ran)后(hou)小(xiao)心地放入密封瓶(ping)中進(jin)行下一步(bu)的(de)研究。

　　預處理活(huo)性炭和未預處理活(huo)性炭的(de)表征方法(fa)

　　使(shi)用SEM，EDX表(biao)(biao)示微波處理和未(wei)預處理的(de)活性(xing)炭(tan)。SEM測試(shi)以(yi)在3000×在放大率下檢查活性(xing)炭(tan)的(de)表(biao)(biao)面形狀。EDX測試(shi)檢查了預處理的(de)活性(xing)炭(tan)和未(wei)預處理活性(xing)炭(tan)的(de)元素(su)組成。使(shi)用自動氣(qi)體吸附系統，基于氮氣(qi)吸附等(deng)溫線測量兩種(zhong)活性(xing)炭(tan)的(de)BET表(biao)(biao)面積和孔體積。

　　微波(bo)處理(li)對(dui)活性炭形態學的影響

　　3000倍(bei)(bei)放大(da)倍(bei)(bei)數(shu)下未(wei)經(jing)預處(chu)(chu)理和(he)微(wei)波處(chu)(chu)理的(de)(de)(de)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)獨特SEM照(zhao)片(pian)分別示于圖1a，b中。基于圖1a，在3000×在放大(da)率下觀(guan)察(cha)到(dao)裂縫較少的(de)(de)(de)平面形(xing)狀。吸(xi)附(fu)劑的(de)(de)(de)物理特性(xing)是表(biao)(biao)面裂紋和(he)孔隙(xi)形(xing)成(cheng)。但是，圖1b注意到(dao)不同的(de)(de)(de)情況。從這(zhe)張(zhang)圖中，表(biao)(biao)面上觀(guan)察(cha)到(dao)幾個裂縫，可(ke)以推測微(wei)波處(chu)(chu)理可(ke)能會改變形(xing)態。根(gen)據之(zhi)前的(de)(de)(de)研究，具有足(zu)夠顆粒表(biao)(biao)面的(de)(de)(de)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)(de)特點(dian)是孔尺寸更大(da)，活(huo)性(xing)位點(dian)更多，可(ke)用性(xing)更大(da)BET表(biao)(biao)面積。這(zhe)些特性(xing)加(jia)速了(le)吸(xi)附(fu)效(xiao)果，提高了(le)吸(xi)附(fu)劑的(de)(de)(de)吸(xi)附(fu)容量。由于孔隙(xi)和(he)活(huo)性(xing)位點(dian)較多，吸(xi)附(fu)處(chu)(chu)理開(kai)始時會出現快(kuai)速吸(xi)附(fu)。這(zhe)種快(kuai)速吸(xi)附(fu)過程可(ke)能會導致(zhi)設備(bei)外觀(guan)模糊。

　　在(zai)3000×放(fang)大倍(bei)數SEM照片：(a)未經預處理的活性炭(tan)，(b)活性炭(tan)微波處理。

　　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(chu)(chu)理(li)和(he)微波(bo)處(chu)(chu)理(li)的(de)活性(xing)(xing)炭(tan)孔(kong)(kong)寬度(du)相比。如圖(tu)所示(shi)(shi)，微波(bo)加(jia)熱后孔(kong)(kong)體積(ji)顯著增加(jia)。圖(tu)中縱軸上的(de)指示(shi)(shi)標(biao)記A比較未經預處(chu)(chu)理(li)和(he)預處(chu)(chu)理(li)的(de)活性(xing)(xing)炭(tan)P v，而且幅度(du)分別為0.030cm 3/g和(he)0.056cm 3/g。

　　(a)未經預(yu)處理的(de)活性炭(b)活性炭的(de)微波處理增(zeng)加(jia)了孔體積與孔寬系。

　　吸附(fu)實驗采用微波處理活(huo)性(xing)炭(tan)

　　在(zai)實驗過程中，發(fa)現活性(xing)炭較低pH環(huan)境對色彩的吸附(fu)效果(guo)大大提(ti)高(gao)(gao)。盡管如此，酸(suan)性(xing)廢水(shui)的排(pai)放可能(neng)會直接阻礙水(shui)生棲(qi)息地。鑒(jian)于(yu)此，6-7可接受的預(yu)處理活性(xing)炭吸附(fu)研究pH在(zai)范圍(wei)內進行。另外兩(liang)個因素是劑量和接觸時間，分別(bie)保(bao)持在(zai)3.208g和35min。從圖3可以看出，顏(yan)色去(qu)除的百分比隨(sui)之而來pH減少和增加。在(zai)pH6時獲(huo)得*高(gao)(gao)顏(yan)色去(qu)除率98.46%，但(dan)隨(sui)著(zhu)pH顏(yan)色去(qu)除率增加到7，降低到95.69%。

　　不(bu)同劑量和接觸時間的活性炭(tan)pH從(cong)棕櫚油廠廢水中去(qu)除顏色。

　　棕櫚(lv)油(you)廠廢(fei)水脫(tuo)(tuo)色(se)(se)(se)試驗采用微(wei)(wei)(wei)波處(chu)理(li)(li)活性(xing)(xing)炭(tan)。活性(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)SEM分(fen)析(xi)表明(ming)，預處(chu)理(li)(li)后會產生更多(duo)的(de)(de)裂縫和多(duo)孔結構(gou)。前體的(de)(de)結構(gou)變化(hua)是由微(wei)(wei)(wei)波加(jia)熱(re)引起的(de)(de)。這證(zheng)明(ming)了(le)從95開始形(xing)成(cheng)裂縫和碳組分(fen).03增(zeng)(zeng)加(jia)到98.93%(EDX分(fen)析(xi))。微(wei)(wei)(wei)波加(jia)熱(re)處(chu)理(li)(li)在BET和P v在增(zeng)(zeng)加(jia)方面表現(xian)出(chu)優(you)異的(de)(de)效(xiao)果。除了(le)86.67%的(de)(de)P v除了(le)增(zeng)(zeng)量，還實現(xian)了(le)66%以上的(de)(de)增(zeng)(zeng)量SBET增(zeng)(zeng)加(jia)。此外，使用RSM檢(jian)查棕櫚(lv)油(you)廠廢(fei)水預處(chu)理(li)(li)活性(xing)(xing)炭(tan)脫(tuo)(tuo)色(se)(se)(se)性(xing)(xing)能。發(fa)現(xian)，隨著pH降(jiang)低(di)值，增(zeng)(zeng)加(jia)顏色(se)(se)(se)去除率。類似地，活性(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)增(zeng)(zeng)加(jia)提供了(le)更多(duo)的(de)(de)活性(xing)(xing)點，有利(li)于去除廢(fei)水中的(de)(de)顏色(se)(se)(se)。確定*佳處(chu)理(li)(li)條件為pH接觸(chu)時(shi)間為35 min，平均色(se)(se)(se)度(du)去除率為96.29%。因此，微(wei)(wei)(wei)波加(jia)熱(re)可以增(zeng)(zeng)強活性(xing)(xing)炭(tan)吸附(fu)劑的(de)(de)形(xing)態，增(zeng)(zeng)強活性(xing)(xing)炭(tan)對廢(fei)水的(de)(de)脫(tuo)(tuo)色(se)(se)(se)效(xiao)果。