活(huo)性炭微波處理(li)與廢水(shui)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(wei)處理(li)活性炭對廢(fei)水中有色化合(he)物(wu)的吸附(fu)作用。

　　微波處理活性炭

　　椰殼活(huo)(huo)性炭用蒸(zheng)餾水(shui)反復清(qing)洗，去(qu)除所有(you)雜質。直到(dao)溶液是中性的pH，然后將活(huo)(huo)性炭放在110℃烘箱(xiang)干燥12小時。然后在微波反應(ying)器(qi)(qi)中設置(zhi)(zhi)900℃。再將約30g經清(qing)潔和干燥的活(huo)(huo)性炭置(zhi)(zhi)于(yu)反應(ying)器(qi)(qi)的石英不銹(xiu)鋼容器(qi)(qi)中，同時以200cm 3/min氮(dan)氣活(huo)(huo)化10分鐘，流動穩(wen)定。將微波處理的活(huo)(huo)性炭冷卻到(dao)干燥器(qi)(qi)的室溫，然后小心地放入密(mi)封瓶中進行下一步的研究。

　　預處理(li)活性(xing)炭(tan)(tan)和未(wei)預處理(li)活性(xing)炭(tan)(tan)的表征(zheng)方法

　　使(shi)用SEM，EDX表(biao)(biao)示(shi)微(wei)波(bo)處理和(he)未預(yu)(yu)處理的(de)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)。SEM測(ce)(ce)試(shi)以在3000×在放(fang)大率下檢查(cha)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)表(biao)(biao)面形狀(zhuang)。EDX測(ce)(ce)試(shi)檢查(cha)了預(yu)(yu)處理的(de)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)和(he)未預(yu)(yu)處理活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)元素組成。使(shi)用自(zi)動氣體吸附(fu)系統，基于(yu)氮氣吸附(fu)等溫線測(ce)(ce)量(liang)兩種活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)BET表(biao)(biao)面積和(he)孔體積。

　　微波處理對活性炭形態學的影響

　　3000倍放(fang)大(da)倍數下(xia)未經預處(chu)(chu)理和(he)微波(bo)處(chu)(chu)理的(de)(de)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)獨特(te)SEM照片分別示于圖1a，b中。基于圖1a，在3000×在放(fang)大(da)率(lv)下(xia)觀(guan)察到裂縫較少的(de)(de)平(ping)面形狀。吸(xi)附(fu)劑的(de)(de)物理特(te)性(xing)是(shi)(shi)表(biao)面裂紋和(he)孔隙形成。但(dan)是(shi)(shi)，圖1b注意(yi)到不同的(de)(de)情(qing)況。從這(zhe)張圖中，表(biao)面上觀(guan)察到幾(ji)個(ge)裂縫，可(ke)(ke)以推(tui)測微波(bo)處(chu)(chu)理可(ke)(ke)能會(hui)改變形態(tai)。根據(ju)之前的(de)(de)研究，具有(you)足(zu)夠顆粒表(biao)面的(de)(de)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)的(de)(de)特(te)點是(shi)(shi)孔尺(chi)寸更大(da)，活(huo)(huo)性(xing)位(wei)點更多(duo)，可(ke)(ke)用性(xing)更大(da)BET表(biao)面積。這(zhe)些特(te)性(xing)加速了(le)吸(xi)附(fu)效果，提高了(le)吸(xi)附(fu)劑的(de)(de)吸(xi)附(fu)容量(liang)。由(you)于孔隙和(he)活(huo)(huo)性(xing)位(wei)點較多(duo)，吸(xi)附(fu)處(chu)(chu)理開始時會(hui)出現快(kuai)速吸(xi)附(fu)。這(zhe)種快(kuai)速吸(xi)附(fu)過(guo)程(cheng)可(ke)(ke)能會(hui)導致設(she)備(bei)外觀(guan)模糊。

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

　　BET分析

　　a、b顯(xian)示(shi)孔(kong)(kong)體積增量分布(P v)與未經(jing)預處(chu)理和(he)微波處(chu)理的(de)活(huo)性炭孔(kong)(kong)寬度相比。如圖所(suo)示(shi)，微波加(jia)熱后孔(kong)(kong)體積顯(xian)著增加(jia)。圖中縱軸上的(de)指示(shi)標記A比較未經(jing)預處(chu)理和(he)預處(chu)理的(de)活(huo)性炭P v，而且(qie)幅度分別為0.030cm 3/g和(he)0.056cm 3/g。

　　(a)未經(jing)預處(chu)(chu)理的(de)活性(xing)炭(b)活性(xing)炭的(de)微波處(chu)(chu)理增加(jia)了(le)孔體積與孔寬系。

　　吸附(fu)實驗采用微波(bo)處(chu)理活(huo)性炭

　　在(zai)實驗過程(cheng)中，發現活性(xing)(xing)炭(tan)較(jiao)低pH環境(jing)對色彩的(de)吸附效果大大提高。盡管如此，酸(suan)性(xing)(xing)廢水的(de)排(pai)放可能會直(zhi)接(jie)阻礙水生(sheng)棲息地。鑒于此，6-7可接(jie)受(shou)的(de)預處理活性(xing)(xing)炭(tan)吸附研究(jiu)pH在(zai)范圍內進行。另外兩個因素是劑(ji)量和接(jie)觸(chu)時間，分(fen)別(bie)保持在(zai)3.208g和35min。從圖3可以看出，顏(yan)色去(qu)除的(de)百分(fen)比(bi)隨之而來pH減少和增加。在(zai)pH6時獲得*高顏(yan)色去(qu)除率(lv)98.46%，但隨著pH顏(yan)色去(qu)除率(lv)增加到(dao)7，降低到(dao)95.69%。

　　不同劑(ji)量和接(jie)觸時間的活性炭pH從(cong)棕(zong)櫚(lv)油廠廢水(shui)中去除顏色。

　　棕(zong)櫚(lv)(lv)油(you)廠(chang)廢水脫色(se)(se)試驗采(cai)用微(wei)波處(chu)理(li)活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)。活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)(de)SEM分析表(biao)明，預處(chu)理(li)后會產生更多(duo)的(de)(de)(de)裂縫和多(duo)孔結(jie)構(gou)。前(qian)體的(de)(de)(de)結(jie)構(gou)變化(hua)是由(you)微(wei)波加(jia)熱引起的(de)(de)(de)。這證明了(le)(le)從95開始形成裂縫和碳組分.03增(zeng)(zeng)加(jia)到98.93%(EDX分析)。微(wei)波加(jia)熱處(chu)理(li)在BET和P v在增(zeng)(zeng)加(jia)方面表(biao)現(xian)出優異(yi)的(de)(de)(de)效(xiao)果。除(chu)了(le)(le)86.67%的(de)(de)(de)P v除(chu)了(le)(le)增(zeng)(zeng)量(liang)，還實現(xian)了(le)(le)66%以上(shang)的(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)量(liang)SBET增(zeng)(zeng)加(jia)。此外，使用RSM檢查棕(zong)櫚(lv)(lv)油(you)廠(chang)廢水預處(chu)理(li)活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)脫色(se)(se)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)。發現(xian)，隨著(zhu)pH降低值，增(zeng)(zeng)加(jia)顏(yan)色(se)(se)去除(chu)率。類似(si)地，活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)加(jia)提供(gong)了(le)(le)更多(duo)的(de)(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)點，有利(li)于去除(chu)廢水中的(de)(de)(de)顏(yan)色(se)(se)。確(que)定*佳處(chu)理(li)條(tiao)件(jian)為(wei)pH接觸時間為(wei)35 min，平(ping)均色(se)(se)度去除(chu)率為(wei)96.29%。因此，微(wei)波加(jia)熱可以增(zeng)(zeng)強(qiang)活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)吸附劑的(de)(de)(de)形態，增(zeng)(zeng)強(qiang)活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)對(dui)廢水的(de)(de)(de)脫色(se)(se)效(xiao)果。