活性炭微(wei)波處(chu)理與廢水脫(tuo)色的關系

　　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理活(huo)性炭對廢水中有(you)色化(hua)合物的吸(xi)附(fu)作用。

　　微波處理活性炭

　　椰殼活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)用蒸餾水反復清洗，去除所有(you)雜質。直(zhi)到溶(rong)液是中(zhong)(zhong)性(xing)的(de)(de)pH，然后(hou)將(jiang)活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)放在110℃烘箱干(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)12小(xiao)時。然后(hou)在微波反應(ying)器中(zhong)(zhong)設置900℃。再(zai)將(jiang)約(yue)30g經清潔和干(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)的(de)(de)活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)置于(yu)反應(ying)器的(de)(de)石(shi)英不銹鋼容器中(zhong)(zhong)，同時以(yi)200cm 3/min氮氣活(huo)(huo)(huo)化10分(fen)鐘(zhong)，流動穩(wen)定(ding)。將(jiang)微波處理的(de)(de)活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)冷卻到干(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)器的(de)(de)室溫，然后(hou)小(xiao)心地放入密封瓶中(zhong)(zhong)進行下一步(bu)的(de)(de)研究(jiu)。

　　預處理活性(xing)(xing)炭(tan)和未預處理活性(xing)(xing)炭(tan)的表征(zheng)方(fang)法

　　使用SEM，EDX表(biao)示(shi)微波處理和未預(yu)處理的(de)活(huo)性炭(tan)。SEM測(ce)(ce)試以在(zai)3000×在(zai)放大(da)率(lv)下檢(jian)查活(huo)性炭(tan)的(de)表(biao)面形狀(zhuang)。EDX測(ce)(ce)試檢(jian)查了預(yu)處理的(de)活(huo)性炭(tan)和未預(yu)處理活(huo)性炭(tan)的(de)元素組(zu)成(cheng)。使用自動氣體(ti)(ti)吸附系統，基于氮氣吸附等溫線測(ce)(ce)量兩(liang)種活(huo)性炭(tan)的(de)BET表(biao)面積和孔體(ti)(ti)積。

　　微波(bo)處(chu)理對活性(xing)炭形態學的影響

　　3000倍放(fang)大倍數(shu)下未經預處(chu)理(li)和(he)微波處(chu)理(li)的(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)炭獨特SEM照片分(fen)別示于(yu)圖(tu)1a，b中。基于(yu)圖(tu)1a，在(zai)(zai)3000×在(zai)(zai)放(fang)大率下觀察(cha)到裂縫(feng)較(jiao)少的(de)(de)平面(mian)形(xing)(xing)狀。吸(xi)附(fu)劑的(de)(de)物(wu)理(li)特性(xing)(xing)是表(biao)面(mian)裂紋和(he)孔隙形(xing)(xing)成。但(dan)是，圖(tu)1b注(zhu)意到不同(tong)的(de)(de)情況。從(cong)這張圖(tu)中，表(biao)面(mian)上觀察(cha)到幾個裂縫(feng)，可以推(tui)測微波處(chu)理(li)可能會改變形(xing)(xing)態。根據(ju)之前的(de)(de)研究，具(ju)有足夠(gou)顆粒表(biao)面(mian)的(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)炭的(de)(de)特點(dian)是孔尺寸(cun)更(geng)大，活(huo)性(xing)(xing)位點(dian)更(geng)多，可用性(xing)(xing)更(geng)大BET表(biao)面(mian)積。這些特性(xing)(xing)加速(su)了吸(xi)附(fu)效果(guo)，提高了吸(xi)附(fu)劑的(de)(de)吸(xi)附(fu)容量。由于(yu)孔隙和(he)活(huo)性(xing)(xing)位點(dian)較(jiao)多，吸(xi)附(fu)處(chu)理(li)開(kai)始時會出現快速(su)吸(xi)附(fu)。這種快速(su)吸(xi)附(fu)過程(cheng)可能會導致(zhi)設備外觀模糊。

　　在3000×放(fang)大倍(bei)數SEM照片(pian)：(a)未(wei)經預處理(li)的活性炭，(b)活性炭微波處理(li)。

　　BET分析

　　a、b顯示孔(kong)體(ti)積(ji)增(zeng)(zeng)量分(fen)布(P v)與未(wei)經預(yu)處(chu)(chu)理和微波處(chu)(chu)理的(de)活(huo)性炭(tan)孔(kong)寬度(du)相比。如(ru)圖(tu)所示，微波加熱后孔(kong)體(ti)積(ji)顯著(zhu)增(zeng)(zeng)加。圖(tu)中縱軸上(shang)的(de)指示標記(ji)A比較未(wei)經預(yu)處(chu)(chu)理和預(yu)處(chu)(chu)理的(de)活(huo)性炭(tan)P v，而且幅度(du)分(fen)別(bie)為0.030cm 3/g和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)增加了孔體積(ji)與孔寬系。

　　吸附實(shi)驗采用微波處理活性炭

　　在(zai)(zai)實驗過(guo)程中(zhong)，發現活性(xing)炭較低(di)pH環境對(dui)色(se)彩的吸(xi)附(fu)效果大(da)大(da)提高。盡管(guan)如此(ci)，酸(suan)性(xing)廢水的排放可(ke)能(neng)會直接阻礙(ai)水生棲息(xi)地。鑒(jian)于(yu)此(ci)，6-7可(ke)接受的預(yu)處理活性(xing)炭吸(xi)附(fu)研究pH在(zai)(zai)范圍內進行。另外兩(liang)個因素(su)是劑量和(he)接觸時間，分別(bie)保(bao)持在(zai)(zai)3.208g和(he)35min。從圖3可(ke)以看出(chu)，顏(yan)色(se)去除的百分比隨之而來pH減少(shao)和(he)增加(jia)。在(zai)(zai)pH6時獲得(de)*高顏(yan)色(se)去除率98.46%，但隨著pH顏(yan)色(se)去除率增加(jia)到7，降低(di)到95.69%。

　　不同劑量和(he)接觸時間的活(huo)性炭pH從棕櫚油廠廢水中去除顏色(se)。

　　棕櫚油廠廢(fei)水(shui)脫色試驗采(cai)用微波(bo)(bo)處(chu)理活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)。活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)SEM分(fen)析表明(ming)，預處(chu)理后會(hui)產生更多(duo)的(de)(de)裂縫和多(duo)孔(kong)結構(gou)。前體的(de)(de)結構(gou)變(bian)化(hua)是由微波(bo)(bo)加(jia)熱(re)引(yin)起(qi)的(de)(de)。這證明(ming)了從95開始形成(cheng)裂縫和碳組分(fen).03增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)到98.93%(EDX分(fen)析)。微波(bo)(bo)加(jia)熱(re)處(chu)理在(zai)BET和P v在(zai)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)方(fang)面表現(xian)出優異(yi)的(de)(de)效果。除了86.67%的(de)(de)P v除了增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)量(liang)，還實現(xian)了66%以(yi)上的(de)(de)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)量(liang)SBET增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)。此外(wai)，使用RSM檢查棕櫚油廠廢(fei)水(shui)預處(chu)理活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)脫色性(xing)能。發現(xian)，隨著pH降低值，增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)顏色去除率。類似(si)地，活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)提供了更多(duo)的(de)(de)活(huo)性(xing)點，有(you)利(li)于去除廢(fei)水(shui)中的(de)(de)顏色。確定(ding)*佳處(chu)理條件為pH接觸時間為35 min，平均色度(du)去除率為96.29%。因此，微波(bo)(bo)加(jia)熱(re)可以(yi)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)強活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)吸(xi)附(fu)劑的(de)(de)形態，增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)強活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)對廢(fei)水(shui)的(de)(de)脫色效果。