通過硝酸研究活性炭特性的變化

　　根據(ju)活性(xing)炭(tan)(tan)的(de)前體，它可能(neng)有一定數量的(de)不同(tong)類(lei)型和密度(du)的(de)官能(neng)團。由(you)煤、石油(you)、焦炭(tan)(tan)、木(mu)材、水果石、椰子(zi)殼(ke)等制備(bei)的(de)活性(xing)炭(tan)(tan)主要(yao)含有氧官能(neng)團。使用富(fu)氮(dan)聚合(he)物等活性(xing)炭(tan)(tan)前體生產的(de)活性(xing)炭(tan)(tan)有大量的(de)氮(dan)表面基團。

　　氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)是(shi)活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)表面(mian)改(gai)(gai)性(xing)(xing)(xing)的重要方法，是(shi)活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)表面(mian)產生(sheng)氧(yang)(yang)(yang)官能團的常規方法。原(yuan)因(yin)是(shi)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)不僅可以作為某些應用的*終官能化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)，還可以作為進(jin)一(yi)步官能化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)的初步表面(mian)處(chu)理(li)。酸(suan)性(xing)(xing)(xing)基團有利于(yu)苯胺催化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)濕空氣氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)，改(gai)(gai)善(shan)金屬離(li)子和(he)(he)金屬物質從溶液中的吸附。另(ling)一(yi)方面(mian)，氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)被(bei)認(ren)為是(shi)錨定二胺等不同有機分子的初步改(gai)(gai)性(xing)(xing)(xing)。氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)通常分為干濕過程(cheng)。水蒸氣、氧(yang)(yang)(yang)氣、二氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)碳(tan)、臭氧(yang)(yang)(yang)等氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氣體在高溫(wen)下氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(> 700°C)濕式氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)液氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)溫(wen)和(he)(he)(20-100℃)在溫(wen)度下進(jin)行測試。硝酸(suan)鹽、硫酸(suan)鹽、過氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氫和(he)(he)過硫酸(suan)銨是(shi)報告中*常見的液體氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)。

　　氧(yang)(yang)(yang)化(hua)劑的(de)(de)(de)(de)類型(xing)(xing)、濃度(du)、氧(yang)(yang)(yang)化(hua)時間(jian)和(he)溫(wen)度(du)指(zhi)定了(le)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)的(de)(de)(de)(de)嚴重性(xing)(xing)，并確(que)定了(le)對活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)紋理(li)和(he)化(hua)學(xue)性(xing)(xing)質(zhi)的(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)。值得(de)注意的(de)(de)(de)(de)是，碳(tan)材料的(de)(de)(de)(de)制(zhi)備(bei)和(he)活(huo)(huo)化(hua)的(de)(de)(de)(de)起源以(yi)及影(ying)響(xiang)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)變(bian)化(hua)程度(du)的(de)(de)(de)(de)歷史。因此，報(bao)告(gao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)影(ying)響(xiang)的(de)(de)(de)(de)差異是合(he)理(li)的(de)(de)(de)(de)。例如，一些(xie)研(yan)究人員(yuan)報(bao)告(gao)說(shuo)，濕氧(yang)(yang)(yang)化(hua)減少(shao)了(le)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)(de)(de)表(biao)面(mian)積，而另(ling)一些(xie)報(bao)告(gao)顯示(shi)了(le)不變(bian)或(huo)增(zeng)(zeng)加的(de)(de)(de)(de)表(biao)面(mian)積。據報(bao)道，如果活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)在低溫(wen)下啟動，它可以(yi)通過(guo)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)結構獲得(de)更嚴重的(de)(de)(de)(de)變(bian)化(hua)。與活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)活(huo)(huo)化(hua)的(de)(de)(de)(de)高溫(wen)相(xiang)比，前(qian)者在氧(yang)(yang)(yang)化(hua)過(guo)程中受損。另(ling)一方(fang)面(mian)，上(shang)述參數(shu)也(ye)會影(ying)響(xiang)氧(yang)(yang)(yang)團的(de)(de)(de)(de)類型(xing)(xing)和(he)密(mi)度(du)。研(yan)究人員(yuan)報(bao)告(gao)說(shuo)，硝酸處(chu)理(li)可能(neng)是增(zeng)(zeng)加羧基和(he)酚(fen)類基團的(de)(de)(de)(de)好方(fang)法。活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)是廢椰殼的(de)(de)(de)(de)合(he)適(shi)來源。本研(yan)究的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)是了(le)解(jie)椰殼活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)對硝酸鹽的(de)(de)(de)(de)作用(yong)。

　　為了研究(jiu)活性(xing)(xing)炭(tan)表(biao)面(mian)的化學(xue)和(he)(he)程(cheng)序(xu)加(jia)熱脫附(TPD)2720(儀器)采(cai)用化學(xue)吸(xi)(xi)(xi)附。用溫度(du)程(cheng)序(xu)解吸(xi)(xi)(xi)(TPD)。He溫度(du)梯度(du)的流(liu)速分(fen)別為25 mL min -1和(he)(he)5°C min -1.監測和(he)(he)記錄(lu)裝置的熱電導檢測器(TCD)信號以解釋(shi)AC表(biao)面(mian)化學(xue)。在惰性(xing)(xing)氣體氣氛(fen)中加(jia)熱活性(xing)(xing)炭(tan)時(shi)，氧(yang)官能團(tuan)從活性(xing)(xing)炭(tan)表(biao)面(mian)分(fen)解解吸(xi)(xi)(xi)CO 2和(he)(he)CO，大多數溫度(du)高達1000℃。分(fen)解溫度(du)和(he)(he)吸(xi)(xi)(xi)體積分(fen)別取(qu)決于(yu)氧(yang)組的類(lei)型和(he)(he)活性(xing)(xing)炭(tan)表(biao)面(mian)的密度(du)。羧(suo)基(ji)和(he)(he)內酯分(fen)別在較低(di)和(he)(he)較高的溫度(du)下分(fen)解CO 二、苯(ben)酚、堿(jian)、醚和(he)(he)奎寧起源于(yu)CO，羧(suo)酸酐基(ji)團(tuan)同時(shi)釋(shi)放CO和(he)(he)CO 2或連續地(di)。TPD在某種程(cheng)度(du)上(shang)，分(fen)配(pei)溫度(du)是不同的。

　　TPD光(guang)譜(pu)下的(de)(de)(de)曲線(以(yi)ABC表(biao)(biao)(biao)示(shi))面(mian)(mian)積可用作氧(yang)化指(zhi)數。較高(gao)的(de)(de)(de)ABC指(zhi)數表(biao)(biao)(biao)示(shi)氧(yang)化程度(du)(du)。該(gai)指(zhi)標如(ru)上圖所示(shi)，ABC硝酸濃(nong)度(du)(du)、時間或溫度(du)(du)的(de)(de)(de)增加也相(xiang)應地表(biao)(biao)(biao)明(ming)硝酸濃(nong)度(du)(du)的(de)(de)(de)增加ABC氧(yang)組(zu)的(de)(de)(de)后的(de)(de)(de)氧(yang)組(zu)密度(du)(du)。從表(biao)(biao)(biao)2和表(biao)(biao)(biao) 5 從右列可以(yi)看出，硝酸氧(yang)化條件對(dui)活性(xing)(xing)炭的(de)(de)(de)結構(gou)和表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)化學性(xing)(xing)質(zhi)有相(xiang)同的(de)(de)(de)影響。這一(yi)事實表(biao)(biao)(biao)明(ming)，表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)氧(yang)基團(tuan)的(de)(de)(de)增加和表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)積的(de)(de)(de)減少可能是由于同樣的(de)(de)(de)原因。

　　不同條件下的(de)(de)(de)活(huo)性炭(tan)氧(yang)化(hua)(hua)硝酸。雖然表面(mian)積(ji)的(de)(de)(de)增加和/或孔(kong)隙(xi)體(ti)積(ji)的(de)(de)(de)硝酸氧(yang)化(hua)(hua)已被(bei)報道(dao)用(yong)于交(jiao)流，但研究表明，即(ji)使在輕度氧(yang)化(hua)(hua)中，硝酸氧(yang)化(hua)(hua)后活(huo)性炭(tan)的(de)(de)(de)比表面(mian)積(ji)和孔(kong)/微孔(kong)體(ti)積(ji)也會損失。硝酸還能(neng)產(chan)生大量的(de)(de)(de)氧(yang)官能(neng)團，尤其(qi)是(shi)酸官能(neng)團。得到的(de)(de)(de)結果(guo)，然而，表明氧(yang)化(hua)(hua)程度對活(huo)性炭(tan)的(de)(de)(de)結構和表面(mian)化(hua)(hua)學性質的(de)(de)(de)影響(xiang)，遵(zun)循相(xiang)同的(de)(de)(de)趨勢。