活性炭(tan)微(wei)波處理與廢(fei)水脫色的關(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炭對廢水(shui)中(zhong)有色化合物的吸附作用(yong)。

　　微波處理活性炭

　　椰殼(ke)活(huo)性(xing)(xing)炭用蒸餾水反(fan)復清洗，去除所有雜質(zhi)。直(zhi)到溶液是中(zhong)(zhong)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)pH，然后將(jiang)活(huo)性(xing)(xing)炭放在(zai)110℃烘箱干(gan)燥(zao)(zao)(zao)12小時。然后在(zai)微(wei)波反(fan)應(ying)器(qi)中(zhong)(zhong)設置900℃。再將(jiang)約30g經清潔(jie)和干(gan)燥(zao)(zao)(zao)的(de)(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)炭置于反(fan)應(ying)器(qi)的(de)(de)(de)石英(ying)不銹(xiu)鋼(gang)容(rong)器(qi)中(zhong)(zhong)，同時以200cm 3/min氮氣活(huo)化10分鐘，流動穩定。將(jiang)微(wei)波處(chu)理的(de)(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)炭冷卻到干(gan)燥(zao)(zao)(zao)器(qi)的(de)(de)(de)室溫(wen)，然后小心地(di)放入密封瓶中(zhong)(zhong)進行下一步的(de)(de)(de)研究。

　　預(yu)(yu)處理(li)活性(xing)炭和未預(yu)(yu)處理(li)活性(xing)炭的表(biao)征(zheng)方(fang)法

　　使(shi)用SEM，EDX表示微波處(chu)理和未預(yu)處(chu)理的活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)。SEM測試(shi)以在(zai)(zai)3000×在(zai)(zai)放大率下檢(jian)查(cha)活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)的表面(mian)形(xing)狀。EDX測試(shi)檢(jian)查(cha)了預(yu)處(chu)理的活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)和未預(yu)處(chu)理活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)的元素(su)組(zu)成。使(shi)用自(zi)動氣體吸附系統，基于氮氣吸附等溫線(xian)測量兩種活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)的BET表面(mian)積(ji)和孔體積(ji)。

　　微波處理對活(huo)性炭形態(tai)學(xue)的影響

　　3000倍(bei)放大倍(bei)數下未經預處(chu)理(li)和微波處(chu)理(li)的(de)活(huo)性(xing)(xing)炭獨特(te)SEM照片分別(bie)示于圖1a，b中(zhong)。基于圖1a，在(zai)3000×在(zai)放大率下觀察到(dao)裂(lie)縫(feng)較(jiao)少的(de)平(ping)面形(xing)狀。吸(xi)附劑的(de)物理(li)特(te)性(xing)(xing)是表(biao)面裂(lie)紋和孔(kong)隙(xi)形(xing)成。但是，圖1b注意到(dao)不(bu)同的(de)情況。從(cong)這張(zhang)圖中(zhong)，表(biao)面上觀察到(dao)幾個裂(lie)縫(feng)，可以推測微波處(chu)理(li)可能(neng)會改變形(xing)態。根據之(zhi)前的(de)研究，具(ju)有足夠顆粒(li)表(biao)面的(de)活(huo)性(xing)(xing)炭的(de)特(te)點(dian)是孔(kong)尺寸更(geng)大，活(huo)性(xing)(xing)位點(dian)更(geng)多，可用(yong)性(xing)(xing)更(geng)大BET表(biao)面積(ji)。這些特(te)性(xing)(xing)加速(su)了(le)吸(xi)附效果，提(ti)高了(le)吸(xi)附劑的(de)吸(xi)附容(rong)量。由于孔(kong)隙(xi)和活(huo)性(xing)(xing)位點(dian)較(jiao)多，吸(xi)附處(chu)理(li)開始時會出現快(kuai)速(su)吸(xi)附。這種快(kuai)速(su)吸(xi)附過程可能(neng)會導致設備(bei)外(wai)觀模糊。

　　在3000×放大倍數SEM照片：(a)未經預處理的活性炭，(b)活性炭微波(bo)處理。

　　BET分析

　　a、b顯示孔(kong)體積增(zeng)量分(fen)布(P v)與未(wei)經預處理和微波(bo)(bo)處理的(de)活(huo)性(xing)炭孔(kong)寬度(du)相比(bi)。如圖所示，微波(bo)(bo)加熱后孔(kong)體積顯著增(zeng)加。圖中縱軸上的(de)指示標記A比(bi)較未(wei)經預處理和預處理的(de)活(huo)性(xing)炭P v，而且(qie)幅度(du)分(fen)別(bie)為0.030cm 3/g和0.056cm 3/g。

　　(a)未經預(yu)處理的活性炭(b)活性炭的微波處理增加了孔(kong)(kong)體積(ji)與(yu)孔(kong)(kong)寬系。

　　吸附實驗采用微波處理活性炭

　　在實驗過程(cheng)中，發現(xian)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)較(jiao)低pH環境(jing)對色(se)(se)彩的吸(xi)附效果大大提(ti)高(gao)。盡管(guan)如(ru)此(ci)，酸性(xing)廢(fei)水的排放(fang)可(ke)能會直接阻礙(ai)水生棲息地。鑒于此(ci)，6-7可(ke)接受的預處理活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)吸(xi)附研究pH在范圍(wei)內進行(xing)。另外兩個(ge)因素是劑量和(he)接觸時間，分別(bie)保(bao)持(chi)在3.208g和(he)35min。從圖3可(ke)以看出，顏(yan)色(se)(se)去(qu)除的百分比隨(sui)之而(er)來pH減少和(he)增(zeng)加(jia)。在pH6時獲得(de)*高(gao)顏(yan)色(se)(se)去(qu)除率98.46%，但隨(sui)著pH顏(yan)色(se)(se)去(qu)除率增(zeng)加(jia)到7，降低到95.69%。

　　不同劑量和接(jie)觸時(shi)間的活(huo)性炭(tan)pH從棕櫚(lv)油廠廢水中去除顏(yan)色。

　　棕(zong)櫚(lv)油廠(chang)廢水脫色(se)(se)試驗采(cai)用(yong)微(wei)波處(chu)理(li)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)。活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)SEM分析(xi)表明，預(yu)處(chu)理(li)后會產生更(geng)多的(de)(de)裂縫和多孔結(jie)構。前體的(de)(de)結(jie)構變化是由微(wei)波加(jia)熱引起的(de)(de)。這(zhe)證明了從(cong)95開(kai)始形成裂縫和碳組分.03增(zeng)加(jia)到98.93%(EDX分析(xi))。微(wei)波加(jia)熱處(chu)理(li)在BET和P v在增(zeng)加(jia)方面表現(xian)出優異的(de)(de)效(xiao)果。除(chu)了86.67%的(de)(de)P v除(chu)了增(zeng)量，還實(shi)現(xian)了66%以上的(de)(de)增(zeng)量SBET增(zeng)加(jia)。此外，使(shi)用(yong)RSM檢查棕(zong)櫚(lv)油廠(chang)廢水預(yu)處(chu)理(li)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)脫色(se)(se)性(xing)(xing)能。發(fa)現(xian)，隨著pH降低值，增(zeng)加(jia)顏(yan)(yan)色(se)(se)去除(chu)率。類似地，活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)增(zeng)加(jia)提(ti)供了更(geng)多的(de)(de)活(huo)(huo)性(xing)(xing)點，有利于去除(chu)廢水中的(de)(de)顏(yan)(yan)色(se)(se)。確定*佳處(chu)理(li)條件(jian)為(wei)pH接觸時間(jian)為(wei)35 min，平(ping)均(jun)色(se)(se)度去除(chu)率為(wei)96.29%。因此，微(wei)波加(jia)熱可以增(zeng)強活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)吸附(fu)劑的(de)(de)形態，增(zeng)強活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)對(dui)廢水的(de)(de)脫色(se)(se)效(xiao)果。