活性炭微波處理與(yu)廢水脫色的關系

　　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(li)活(huo)性炭對(dui)廢水中有色化合物的吸附(fu)作用。

　　微波處理活性炭

　　椰殼(ke)活(huo)性炭用蒸餾水反(fan)復清(qing)洗(xi)，去(qu)除所有雜(za)質。直到(dao)溶(rong)液是中性的(de)(de)pH，然后(hou)將活(huo)性炭放在110℃烘箱(xiang)干(gan)燥12小時。然后(hou)在微波反(fan)應(ying)器中設置900℃。再將約30g經清(qing)潔(jie)和干(gan)燥的(de)(de)活(huo)性炭置于反(fan)應(ying)器的(de)(de)石英不銹鋼容器中，同(tong)時以200cm 3/min氮氣(qi)活(huo)化10分鐘，流(liu)動穩(wen)定(ding)。將微波處理(li)的(de)(de)活(huo)性炭冷卻到(dao)干(gan)燥器的(de)(de)室溫，然后(hou)小心地放入(ru)密封瓶(ping)中進行下一步的(de)(de)研究。

　　預(yu)處(chu)(chu)理(li)(li)活性炭(tan)和未(wei)預(yu)處(chu)(chu)理(li)(li)活性炭(tan)的表征方法(fa)

　　使用SEM，EDX表示微(wei)波(bo)處理(li)(li)和未預處理(li)(li)的活(huo)性(xing)炭(tan)。SEM測(ce)(ce)試以在(zai)(zai)3000×在(zai)(zai)放大(da)率下檢(jian)查(cha)活(huo)性(xing)炭(tan)的表面形狀(zhuang)。EDX測(ce)(ce)試檢(jian)查(cha)了預處理(li)(li)的活(huo)性(xing)炭(tan)和未預處理(li)(li)活(huo)性(xing)炭(tan)的元素(su)組成。使用自動氣體(ti)吸附系統，基于氮氣吸附等溫線(xian)測(ce)(ce)量(liang)兩種活(huo)性(xing)炭(tan)的BET表面積和孔體(ti)積。

　　微波處理(li)對活性炭形(xing)態(tai)學的(de)影響

　　3000倍(bei)放(fang)大(da)(da)(da)倍(bei)數下未經預處理(li)和(he)微波處理(li)的(de)(de)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭獨特(te)SEM照片分別示于(yu)圖1a，b中。基(ji)于(yu)圖1a，在3000×在放(fang)大(da)(da)(da)率下觀(guan)(guan)察(cha)到(dao)裂縫(feng)較少的(de)(de)平(ping)面(mian)形(xing)(xing)狀。吸(xi)附(fu)(fu)(fu)劑的(de)(de)物理(li)特(te)性(xing)(xing)(xing)是(shi)(shi)表(biao)面(mian)裂紋和(he)孔隙形(xing)(xing)成。但(dan)是(shi)(shi)，圖1b注意到(dao)不同的(de)(de)情(qing)況。從(cong)這(zhe)張圖中，表(biao)面(mian)上觀(guan)(guan)察(cha)到(dao)幾個(ge)裂縫(feng)，可(ke)(ke)(ke)以(yi)推(tui)測微波處理(li)可(ke)(ke)(ke)能會(hui)改變形(xing)(xing)態。根據之前(qian)的(de)(de)研究，具(ju)有(you)足夠(gou)顆粒表(biao)面(mian)的(de)(de)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭的(de)(de)特(te)點(dian)(dian)是(shi)(shi)孔尺寸更大(da)(da)(da)，活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)位(wei)(wei)點(dian)(dian)更多，可(ke)(ke)(ke)用性(xing)(xing)(xing)更大(da)(da)(da)BET表(biao)面(mian)積(ji)。這(zhe)些特(te)性(xing)(xing)(xing)加速(su)了吸(xi)附(fu)(fu)(fu)效果(guo)，提高了吸(xi)附(fu)(fu)(fu)劑的(de)(de)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)容量。由于(yu)孔隙和(he)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)位(wei)(wei)點(dian)(dian)較多，吸(xi)附(fu)(fu)(fu)處理(li)開(kai)始時(shi)會(hui)出現快(kuai)(kuai)速(su)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)。這(zhe)種(zhong)快(kuai)(kuai)速(su)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)過程可(ke)(ke)(ke)能會(hui)導致設備外觀(guan)(guan)模糊。

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

　　BET分析

　　a、b顯(xian)示孔體積(ji)增量分布(P v)與未經預(yu)處(chu)理(li)(li)和微波處(chu)理(li)(li)的活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)孔寬度(du)相比(bi)。如圖(tu)所示，微波加(jia)(jia)熱后孔體積(ji)顯(xian)著增加(jia)(jia)。圖(tu)中縱(zong)軸上的指示標記A比(bi)較未經預(yu)處(chu)理(li)(li)和預(yu)處(chu)理(li)(li)的活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)P v，而(er)且幅(fu)度(du)分別為0.030cm 3/g和0.056cm 3/g。

　　(a)未(wei)經預處理的活(huo)性(xing)炭(tan)(b)活(huo)性(xing)炭(tan)的微波處理增加了孔體積與孔寬系。

　　吸附實驗采用微波處(chu)理(li)活性炭

　　在(zai)實驗過程(cheng)中(zhong)，發現活性炭較低pH環境對色彩的吸附(fu)效(xiao)果大大提高(gao)。盡管如此，酸性廢水(shui)的排放可能會(hui)直接(jie)阻礙水(shui)生棲息地。鑒于(yu)此，6-7可接(jie)受的預處理活性炭吸附(fu)研(yan)究pH在(zai)范圍內進行。另外兩個因素是劑(ji)量和(he)接(jie)觸時間，分別保持在(zai)3.208g和(he)35min。從圖3可以看(kan)出，顏色去除(chu)的百(bai)分比隨(sui)(sui)之而來(lai)pH減少和(he)增加(jia)。在(zai)pH6時獲得*高(gao)顏色去除(chu)率(lv)98.46%，但隨(sui)(sui)著pH顏色去除(chu)率(lv)增加(jia)到(dao)7，降低到(dao)95.69%。

　　不同劑量和接觸時間的活性(xing)炭pH從棕櫚(lv)油廠廢水(shui)中去除顏色。

　　棕(zong)櫚油(you)廠(chang)廢水(shui)(shui)脫(tuo)色(se)(se)試驗采(cai)用微(wei)(wei)波處(chu)(chu)(chu)理活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭。活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭的(de)(de)(de)SEM分析表明，預(yu)處(chu)(chu)(chu)理后會產(chan)生更多的(de)(de)(de)裂縫(feng)和多孔(kong)結構(gou)。前(qian)體的(de)(de)(de)結構(gou)變化是由(you)微(wei)(wei)波加(jia)(jia)熱引起的(de)(de)(de)。這證明了從95開始形成裂縫(feng)和碳(tan)組分.03增(zeng)加(jia)(jia)到98.93%(EDX分析)。微(wei)(wei)波加(jia)(jia)熱處(chu)(chu)(chu)理在BET和P v在增(zeng)加(jia)(jia)方面表現出優(you)異的(de)(de)(de)效果。除(chu)了86.67%的(de)(de)(de)P v除(chu)了增(zeng)量，還實現了66%以上(shang)的(de)(de)(de)增(zeng)量SBET增(zeng)加(jia)(jia)。此外，使用RSM檢(jian)查棕(zong)櫚油(you)廠(chang)廢水(shui)(shui)預(yu)處(chu)(chu)(chu)理活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭脫(tuo)色(se)(se)性(xing)(xing)能。發現，隨著pH降低值，增(zeng)加(jia)(jia)顏色(se)(se)去(qu)(qu)除(chu)率。類(lei)似地，活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭的(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)(jia)提供了更多的(de)(de)(de)活(huo)(huo)性(xing)(xing)點，有利于(yu)去(qu)(qu)除(chu)廢水(shui)(shui)中的(de)(de)(de)顏色(se)(se)。確(que)定*佳(jia)處(chu)(chu)(chu)理條(tiao)件為pH接觸(chu)時間(jian)為35 min，平(ping)均色(se)(se)度去(qu)(qu)除(chu)率為96.29%。因此，微(wei)(wei)波加(jia)(jia)熱可以增(zeng)強活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭吸附劑的(de)(de)(de)形態，增(zeng)強活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭對廢水(shui)(shui)的(de)(de)(de)脫(tuo)色(se)(se)效果。