活性炭(tan)微波處理與廢水脫色的關系

　　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(he)未處理活性炭對廢水中有色化合(he)物的吸附(fu)作用(yong)。

　　微波處理活性炭

　　椰殼活性(xing)炭用(yong)蒸(zheng)餾水反復清(qing)洗(xi)，去除所有雜(za)質。直到(dao)溶(rong)液是(shi)中(zhong)性(xing)的(de)(de)pH，然(ran)后(hou)將(jiang)(jiang)活性(xing)炭放在(zai)110℃烘(hong)箱干燥12小(xiao)時(shi)。然(ran)后(hou)在(zai)微波反應(ying)器中(zhong)設置900℃。再將(jiang)(jiang)約(yue)30g經清(qing)潔和干燥的(de)(de)活性(xing)炭置于反應(ying)器的(de)(de)石英不(bu)銹(xiu)鋼容器中(zhong)，同時(shi)以(yi)200cm 3/min氮氣(qi)活化10分(fen)鐘，流動穩定。將(jiang)(jiang)微波處理(li)的(de)(de)活性(xing)炭冷卻到(dao)干燥器的(de)(de)室溫，然(ran)后(hou)小(xiao)心地放入密封瓶(ping)中(zhong)進(jin)行下一步的(de)(de)研究(jiu)。

　　預處(chu)理活(huo)性(xing)炭(tan)和未預處(chu)理活(huo)性(xing)炭(tan)的表征方法

　　使(shi)用SEM，EDX表示微(wei)波(bo)處(chu)(chu)理(li)和(he)未預處(chu)(chu)理(li)的(de)活(huo)性(xing)(xing)炭。SEM測(ce)(ce)試以(yi)在3000×在放大(da)率(lv)下檢(jian)查(cha)活(huo)性(xing)(xing)炭的(de)表面形(xing)狀。EDX測(ce)(ce)試檢(jian)查(cha)了預處(chu)(chu)理(li)的(de)活(huo)性(xing)(xing)炭和(he)未預處(chu)(chu)理(li)活(huo)性(xing)(xing)炭的(de)元(yuan)素組成(cheng)。使(shi)用自動(dong)氣(qi)體吸附(fu)系統，基于氮(dan)氣(qi)吸附(fu)等(deng)溫(wen)線(xian)測(ce)(ce)量(liang)兩種活(huo)性(xing)(xing)炭的(de)BET表面積和(he)孔體積。

　　微波(bo)處(chu)理對活性炭形態學的(de)影(ying)響

　　3000倍(bei)放大(da)倍(bei)數下未經(jing)預(yu)處理(li)(li)和微(wei)波(bo)處理(li)(li)的(de)活性炭獨特SEM照片分別示于(yu)(yu)圖1a，b中。基于(yu)(yu)圖1a，在3000×在放大(da)率下觀察到裂縫較少的(de)平面形(xing)(xing)狀。吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑的(de)物理(li)(li)特性是表(biao)面裂紋和孔(kong)隙形(xing)(xing)成。但是，圖1b注(zhu)意到不同的(de)情(qing)況(kuang)。從這(zhe)張圖中，表(biao)面上觀察到幾個裂縫，可以(yi)推(tui)測微(wei)波(bo)處理(li)(li)可能(neng)會改變形(xing)(xing)態。根據之前(qian)的(de)研究，具有足夠(gou)顆粒表(biao)面的(de)活性炭的(de)特點是孔(kong)尺寸更(geng)大(da)，活性位點更(geng)多，可用性更(geng)大(da)BET表(biao)面積。這(zhe)些特性加速(su)了(le)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)效果，提高了(le)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑的(de)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)容(rong)量。由于(yu)(yu)孔(kong)隙和活性位點較多，吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)處理(li)(li)開始時會出現快速(su)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)。這(zhe)種快速(su)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)過程(cheng)可能(neng)會導致(zhi)設備外觀模糊。

　　在3000×放大倍數SEM照(zhao)片(pian)：(a)未(wei)經預處(chu)理(li)的活性(xing)炭，(b)活性(xing)炭微(wei)波處(chu)理(li)。

　　BET分析

　　a、b顯(xian)示孔體(ti)積增(zeng)量分(fen)布(P v)與未(wei)經(jing)預(yu)(yu)處(chu)理和微波處(chu)理的活(huo)性炭(tan)孔寬度相比。如圖所示，微波加熱后孔體(ti)積顯(xian)著增(zeng)加。圖中縱(zong)軸上的指示標記A比較未(wei)經(jing)預(yu)(yu)處(chu)理和預(yu)(yu)處(chu)理的活(huo)性炭(tan)P v，而且幅度分(fen)別(bie)為0.030cm 3/g和0.056cm 3/g。

　　(a)未經預處理的(de)活性(xing)炭(b)活性(xing)炭的(de)微波處理增(zeng)加了孔體積與孔寬系(xi)。

　　吸附(fu)實驗采用(yong)微波處理(li)活性炭

　　在(zai)實驗(yan)過程(cheng)中，發(fa)現活性炭較低pH環境對色彩的吸附(fu)效(xiao)果大(da)大(da)提高。盡(jin)管如(ru)此，酸(suan)性廢水(shui)的排放可能會直接(jie)阻礙(ai)水(shui)生棲(qi)息地。鑒于此，6-7可接(jie)受(shou)的預處理活性炭吸附(fu)研究pH在(zai)范圍(wei)內進(jin)行。另外(wai)兩個因素(su)是劑量(liang)和接(jie)觸時間，分別保(bao)持在(zai)3.208g和35min。從圖3可以看(kan)出，顏色去除的百分比隨(sui)之而(er)來pH減少和增加(jia)。在(zai)pH6時獲(huo)得*高顏色去除率98.46%，但隨(sui)著pH顏色去除率增加(jia)到7，降低到95.69%。

　　不同劑量和接觸時間的活性炭pH從棕櫚油廠廢水中去除顏色。

　　棕櫚油(you)廠(chang)廢(fei)水脫色(se)(se)(se)試驗采(cai)用(yong)微(wei)波(bo)處(chu)理活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭。活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭的(de)(de)(de)(de)(de)SEM分析(xi)表(biao)明，預處(chu)理后會產(chan)生更多的(de)(de)(de)(de)(de)裂縫和(he)多孔結構(gou)。前體的(de)(de)(de)(de)(de)結構(gou)變(bian)化(hua)是(shi)由微(wei)波(bo)加(jia)熱(re)引起的(de)(de)(de)(de)(de)。這(zhe)證(zheng)明了從(cong)95開始形成裂縫和(he)碳組分.03增加(jia)到98.93%(EDX分析(xi))。微(wei)波(bo)加(jia)熱(re)處(chu)理在BET和(he)P v在增加(jia)方面表(biao)現(xian)出優異的(de)(de)(de)(de)(de)效果。除(chu)了86.67%的(de)(de)(de)(de)(de)P v除(chu)了增量，還實現(xian)了66%以上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)增量SBET增加(jia)。此外，使用(yong)RSM檢查(cha)棕櫚油(you)廠(chang)廢(fei)水預處(chu)理活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭脫色(se)(se)(se)性(xing)(xing)能。發現(xian)，隨著pH降低(di)值(zhi)，增加(jia)顏色(se)(se)(se)去(qu)除(chu)率(lv)。類似地，活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭的(de)(de)(de)(de)(de)增加(jia)提供了更多的(de)(de)(de)(de)(de)活(huo)(huo)性(xing)(xing)點，有利于去(qu)除(chu)廢(fei)水中的(de)(de)(de)(de)(de)顏色(se)(se)(se)。確定*佳處(chu)理條件為pH接觸時間為35 min，平均色(se)(se)(se)度去(qu)除(chu)率(lv)為96.29%。因(yin)此，微(wei)波(bo)加(jia)熱(re)可(ke)以增強活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭吸附劑的(de)(de)(de)(de)(de)形態，增強活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭對廢(fei)水的(de)(de)(de)(de)(de)脫色(se)(se)(se)效果。