通過硝酸研究活性炭特性的變化

　　根據活(huo)性(xing)炭(tan)的(de)前體，它可能有一定數量的(de)不同類(lei)型和密度的(de)官(guan)能團(tuan)。由煤、石油、焦炭(tan)、木材、水果石、椰子(zi)殼等制(zhi)備的(de)活(huo)性(xing)炭(tan)主要含有氧(yang)官(guan)能團(tuan)。使用富(fu)氮(dan)聚(ju)合物等活(huo)性(xing)炭(tan)前體生(sheng)產(chan)的(de)活(huo)性(xing)炭(tan)有大(da)量的(de)氮(dan)表面基團(tuan)。

　　氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)是(shi)(shi)活性(xing)(xing)(xing)炭表面改(gai)(gai)性(xing)(xing)(xing)的重(zhong)要(yao)方法，是(shi)(shi)活性(xing)(xing)(xing)炭表面產生(sheng)氧(yang)官能(neng)(neng)團(tuan)的常規方法。原因是(shi)(shi)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)不僅可以作為某些應用的*終官能(neng)(neng)化(hua)(hua)(hua)(hua)，還(huan)可以作為進(jin)一步(bu)官能(neng)(neng)化(hua)(hua)(hua)(hua)的初步(bu)表面處理(li)。酸性(xing)(xing)(xing)基團(tuan)有利于(yu)苯胺(an)催化(hua)(hua)(hua)(hua)濕空氣(qi)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)，改(gai)(gai)善金(jin)屬離子和金(jin)屬物質從(cong)溶液(ye)中的吸附。另一方面，氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)被認為是(shi)(shi)錨定二胺(an)等不同有機分子的初步(bu)改(gai)(gai)性(xing)(xing)(xing)。氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)通常分為干濕過(guo)程(cheng)。水蒸(zheng)氣(qi)、氧(yang)氣(qi)、二氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)碳、臭氧(yang)等氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)氣(qi)體在(zai)(zai)高溫下氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(> 700°C)濕式氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)液(ye)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑溫和(20-100℃)在(zai)(zai)溫度下進(jin)行(xing)測試(shi)。硝酸鹽、硫(liu)酸鹽、過(guo)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)氫(qing)和過(guo)硫(liu)酸銨是(shi)(shi)報告中*常見的液(ye)體氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑。

　　氧化(hua)(hua)(hua)(hua)劑的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)類型、濃度(du)(du)(du)、氧化(hua)(hua)(hua)(hua)時間(jian)和溫度(du)(du)(du)指(zhi)定了(le)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)嚴重(zhong)(zhong)性(xing)(xing)，并確定了(le)對(dui)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)紋理和化(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)性(xing)(xing)質的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響(xiang)。值得注(zhu)意的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)，碳材料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)制(zhi)備和活(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)起源以及影響(xiang)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)變化(hua)(hua)(hua)(hua)程(cheng)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)歷史(shi)。因此(ci)，報(bao)(bao)(bao)告(gao)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)影響(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)差異是(shi)(shi)合(he)理的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。例如，一些(xie)研(yan)究人員報(bao)(bao)(bao)告(gao)說，濕氧化(hua)(hua)(hua)(hua)減少了(le)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)表面積，而另一些(xie)報(bao)(bao)(bao)告(gao)顯示了(le)不(bu)變或增(zeng)加的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)表面積。據報(bao)(bao)(bao)道，如果(guo)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)在低溫下啟動，它(ta)可(ke)以通過(guo)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)結構獲(huo)得更嚴重(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)變化(hua)(hua)(hua)(hua)。與活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)活(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)高溫相(xiang)比，前者(zhe)在氧化(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)中(zhong)受(shou)損。另一方面，上述參數也會(hui)影響(xiang)氧團的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)類型和密度(du)(du)(du)。研(yan)究人員報(bao)(bao)(bao)告(gao)說，硝酸處(chu)理可(ke)能是(shi)(shi)增(zeng)加羧基和酚類基團的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)好方法。活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)是(shi)(shi)廢椰殼的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)合(he)適(shi)來源。本研(yan)究的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)了(le)解(jie)椰殼活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)對(dui)硝酸鹽的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)作用。

　　為(wei)了研究活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)表面的(de)化(hua)學和程(cheng)序加熱脫附(TPD)2720(儀器)采用化(hua)學吸(xi)附。用溫度(du)(du)(du)(du)程(cheng)序解吸(xi)(TPD)。He溫度(du)(du)(du)(du)梯度(du)(du)(du)(du)的(de)流(liu)速(su)分(fen)(fen)別為(wei)25 mL min -1和5°C min -1.監測和記錄裝(zhuang)置(zhi)的(de)熱電導檢測器(TCD)信號以解釋AC表面化(hua)學。在(zai)(zai)惰(duo)性(xing)氣(qi)體氣(qi)氛中(zhong)加熱活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)時(shi)，氧(yang)官能團從活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)表面分(fen)(fen)解解吸(xi)CO 2和CO，大多數溫度(du)(du)(du)(du)高達1000℃。分(fen)(fen)解溫度(du)(du)(du)(du)和吸(xi)體積分(fen)(fen)別取決(jue)于(yu)氧(yang)組的(de)類型和活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)表面的(de)密度(du)(du)(du)(du)。羧基(ji)和內酯(zhi)分(fen)(fen)別在(zai)(zai)較低和較高的(de)溫度(du)(du)(du)(du)下分(fen)(fen)解CO 二、苯酚、堿、醚和奎寧起源于(yu)CO，羧酸酐(gan)基(ji)團同時(shi)釋放(fang)CO和CO 2或連續地。TPD在(zai)(zai)某種程(cheng)度(du)(du)(du)(du)上，分(fen)(fen)配(pei)溫度(du)(du)(du)(du)是不同的(de)。

　　TPD光譜下的(de)(de)(de)(de)曲線(xian)(以(yi)ABC表(biao)(biao)示)面(mian)積可用作氧(yang)化(hua)指數。較高的(de)(de)(de)(de)ABC指數表(biao)(biao)示氧(yang)化(hua)程度(du)(du)(du)。該指標如(ru)上(shang)圖(tu)所示，ABC硝酸(suan)濃度(du)(du)(du)、時(shi)間或溫度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)增(zeng)加也相應(ying)地(di)表(biao)(biao)明(ming)硝酸(suan)濃度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)增(zeng)加ABC氧(yang)組(zu)的(de)(de)(de)(de)后的(de)(de)(de)(de)氧(yang)組(zu)密度(du)(du)(du)。從表(biao)(biao)2和(he)表(biao)(biao) 5 從右列可以(yi)看(kan)出，硝酸(suan)氧(yang)化(hua)條件對(dui)活性(xing)炭的(de)(de)(de)(de)結構和(he)表(biao)(biao)面(mian)化(hua)學(xue)性(xing)質有相同(tong)的(de)(de)(de)(de)影響。這(zhe)一事(shi)實表(biao)(biao)明(ming)，表(biao)(biao)面(mian)氧(yang)基團的(de)(de)(de)(de)增(zeng)加和(he)表(biao)(biao)面(mian)積的(de)(de)(de)(de)減少可能是由于同(tong)樣的(de)(de)(de)(de)原因。

　　不同(tong)條件下的(de)(de)活性(xing)炭(tan)(tan)氧(yang)化(hua)(hua)硝酸。雖(sui)然表面(mian)(mian)積的(de)(de)增(zeng)加和/或(huo)孔隙體積的(de)(de)硝酸氧(yang)化(hua)(hua)已被(bei)報道用(yong)于交流，但(dan)研究(jiu)表明，即使(shi)在輕(qing)度氧(yang)化(hua)(hua)中(zhong)，硝酸氧(yang)化(hua)(hua)后活性(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)比表面(mian)(mian)積和孔/微孔體積也會損失。硝酸還能產(chan)生(sheng)大量的(de)(de)氧(yang)官(guan)能團，尤其是酸官(guan)能團。得到的(de)(de)結果，然而，表明氧(yang)化(hua)(hua)程度對活性(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)結構和表面(mian)(mian)化(hua)(hua)學性(xing)質的(de)(de)影響，遵循相同(tong)的(de)(de)趨勢。