活性炭(tan)微(wei)波處(chu)理與廢(fei)水(shui)脫色的(de)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性炭(tan)對廢水中有色化合物(wu)的吸附作用。

　　微波處理活性炭

　　椰殼活(huo)性(xing)炭用蒸餾(liu)水(shui)反復(fu)清洗(xi)，去除所有(you)雜(za)質。直到(dao)溶(rong)液是中性(xing)的(de)(de)pH，然(ran)后將(jiang)活(huo)性(xing)炭放(fang)在110℃烘箱干(gan)燥12小時。然(ran)后在微波(bo)反應器中設(she)置900℃。再將(jiang)約30g經清潔和干(gan)燥的(de)(de)活(huo)性(xing)炭置于反應器的(de)(de)石英(ying)不銹鋼容器中，同(tong)時以200cm 3/min氮氣活(huo)化10分鐘，流(liu)動穩定。將(jiang)微波(bo)處理的(de)(de)活(huo)性(xing)炭冷卻到(dao)干(gan)燥器的(de)(de)室(shi)溫(wen)，然(ran)后小心(xin)地(di)放(fang)入密封(feng)瓶中進行下一步(bu)的(de)(de)研究。

　　預(yu)處理活(huo)性(xing)炭和未預(yu)處理活(huo)性(xing)炭的表征方法(fa)

　　使用SEM，EDX表(biao)(biao)示微波處(chu)理(li)和(he)未預(yu)(yu)處(chu)理(li)的活性(xing)(xing)炭(tan)。SEM測(ce)試以在(zai)3000×在(zai)放大率下檢查活性(xing)(xing)炭(tan)的表(biao)(biao)面形(xing)狀。EDX測(ce)試檢查了預(yu)(yu)處(chu)理(li)的活性(xing)(xing)炭(tan)和(he)未預(yu)(yu)處(chu)理(li)活性(xing)(xing)炭(tan)的元素組成。使用自動氣體吸附系統，基于氮氣吸附等溫線(xian)測(ce)量兩種活性(xing)(xing)炭(tan)的BET表(biao)(biao)面積(ji)和(he)孔體積(ji)。

　　微波處理對活性炭形態學(xue)的影響

　　3000倍(bei)放大(da)(da)倍(bei)數下(xia)未(wei)經預處理和(he)微(wei)波處理的活性炭獨特(te)SEM照片(pian)分別(bie)示于(yu)圖(tu)(tu)1a，b中(zhong)。基于(yu)圖(tu)(tu)1a，在(zai)3000×在(zai)放大(da)(da)率下(xia)觀察到(dao)裂縫較(jiao)少的平面(mian)(mian)形(xing)(xing)狀。吸(xi)附(fu)(fu)劑的物理特(te)性是(shi)(shi)表(biao)面(mian)(mian)裂紋和(he)孔隙形(xing)(xing)成。但(dan)是(shi)(shi)，圖(tu)(tu)1b注意(yi)到(dao)不同的情況。從這(zhe)張圖(tu)(tu)中(zhong)，表(biao)面(mian)(mian)上觀察到(dao)幾個裂縫，可(ke)(ke)以推測微(wei)波處理可(ke)(ke)能會改變形(xing)(xing)態。根據之前的研究(jiu)，具有足夠(gou)顆粒表(biao)面(mian)(mian)的活性炭的特(te)點是(shi)(shi)孔尺寸更大(da)(da)，活性位(wei)點更多(duo)，可(ke)(ke)用(yong)性更大(da)(da)BET表(biao)面(mian)(mian)積。這(zhe)些特(te)性加速了(le)吸(xi)附(fu)(fu)效果，提高了(le)吸(xi)附(fu)(fu)劑的吸(xi)附(fu)(fu)容量(liang)。由(you)于(yu)孔隙和(he)活性位(wei)點較(jiao)多(duo)，吸(xi)附(fu)(fu)處理開始時會出現快(kuai)速吸(xi)附(fu)(fu)。這(zhe)種快(kuai)速吸(xi)附(fu)(fu)過程可(ke)(ke)能會導(dao)致(zhi)設(she)備外觀模糊。

　　在3000×放大倍數(shu)SEM照(zhao)片：(a)未經(jing)預(yu)處理的活性炭，(b)活性炭微波處理。

　　BET分析

　　a、b顯示孔體積(ji)增(zeng)量分布(P v)與未經預(yu)(yu)處(chu)理(li)和微波處(chu)理(li)的活性炭(tan)孔寬(kuan)度相比(bi)。如圖(tu)所示，微波加熱后孔體積(ji)顯著增(zeng)加。圖(tu)中(zhong)縱軸上的指示標(biao)記A比(bi)較未經預(yu)(yu)處(chu)理(li)和預(yu)(yu)處(chu)理(li)的活性炭(tan)P v，而(er)且(qie)幅(fu)度分別為(wei)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)體積與孔(kong)寬系。

　　吸附實驗采(cai)用微波(bo)處理活性炭(tan)

　　在實驗過程中(zhong)，發現活(huo)性(xing)炭(tan)較低(di)pH環(huan)境對(dui)色彩的吸(xi)(xi)附效(xiao)果(guo)大(da)大(da)提高(gao)。盡管如此，酸性(xing)廢水的排(pai)放(fang)可能(neng)會直(zhi)接阻礙水生(sheng)棲息地。鑒(jian)于此，6-7可接受(shou)的預處理活(huo)性(xing)炭(tan)吸(xi)(xi)附研究pH在范圍內(nei)進行。另(ling)外(wai)兩(liang)個因素是劑量和接觸時間(jian)，分別保持在3.208g和35min。從圖(tu)3可以看出，顏色去除的百分比隨之(zhi)而來pH減(jian)少和增加。在pH6時獲得*高(gao)顏色去除率98.46%，但(dan)隨著pH顏色去除率增加到7，降低(di)到95.69%。

　　不同劑量和接(jie)觸時間(jian)的活(huo)性(xing)炭(tan)pH從(cong)棕櫚油廠廢水中(zhong)去(qu)除顏色。

　　棕櫚油(you)(you)廠廢(fei)水(shui)脫(tuo)(tuo)色(se)(se)試驗采用(yong)微波(bo)處(chu)(chu)理(li)(li)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)。活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)(de)SEM分析表明，預(yu)處(chu)(chu)理(li)(li)后會產生更多的(de)(de)(de)裂縫和(he)(he)多孔結構。前體(ti)的(de)(de)(de)結構變化是由(you)微波(bo)加(jia)熱引起的(de)(de)(de)。這證明了(le)(le)從95開始形(xing)成裂縫和(he)(he)碳(tan)組(zu)分.03增(zeng)(zeng)加(jia)到98.93%(EDX分析)。微波(bo)加(jia)熱處(chu)(chu)理(li)(li)在BET和(he)(he)P v在增(zeng)(zeng)加(jia)方(fang)面表現出優(you)異的(de)(de)(de)效果。除了(le)(le)86.67%的(de)(de)(de)P v除了(le)(le)增(zeng)(zeng)量(liang)，還實現了(le)(le)66%以(yi)上的(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)量(liang)SBET增(zeng)(zeng)加(jia)。此外(wai)，使用(yong)RSM檢查(cha)棕櫚油(you)(you)廠廢(fei)水(shui)預(yu)處(chu)(chu)理(li)(li)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)脫(tuo)(tuo)色(se)(se)性(xing)能。發(fa)現，隨(sui)著pH降低值，增(zeng)(zeng)加(jia)顏色(se)(se)去除率(lv)。類(lei)似地，活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)加(jia)提(ti)供了(le)(le)更多的(de)(de)(de)活(huo)性(xing)點(dian)，有利于去除廢(fei)水(shui)中(zhong)的(de)(de)(de)顏色(se)(se)。確定(ding)*佳處(chu)(chu)理(li)(li)條件為(wei)pH接觸(chu)時間為(wei)35 min，平均色(se)(se)度(du)去除率(lv)為(wei)96.29%。因(yin)此，微波(bo)加(jia)熱可(ke)以(yi)增(zeng)(zeng)強活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)吸附(fu)劑(ji)的(de)(de)(de)形(xing)態(tai)，增(zeng)(zeng)強活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)對廢(fei)水(shui)的(de)(de)(de)脫(tuo)(tuo)色(se)(se)效果。