通過硝酸研究活性炭特性的變化

　　根據活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)前體，它可能(neng)有一定數量的(de)(de)不同類型和密度的(de)(de)官(guan)能(neng)團。由(you)煤、石油(you)、焦炭(tan)(tan)、木材、水果石、椰子殼等(deng)制備的(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)主要含有氧官(guan)能(neng)團。使(shi)用富氮聚合物等(deng)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)前體生產的(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)有大量的(de)(de)氮表面基團。

　　氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)是(shi)活性炭表面改性的(de)重要方法，是(shi)活性炭表面產生(sheng)氧(yang)(yang)(yang)官能(neng)團的(de)常規方法。原(yuan)因是(shi)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)不僅(jin)可(ke)以(yi)(yi)作(zuo)為(wei)某些應用的(de)*終官能(neng)化(hua)(hua)(hua)(hua)，還可(ke)以(yi)(yi)作(zuo)為(wei)進一步(bu)官能(neng)化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)初(chu)步(bu)表面處理。酸性基(ji)團有(you)利(li)于苯胺催化(hua)(hua)(hua)(hua)濕空氣氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)，改善金屬(shu)離子(zi)和(he)金屬(shu)物質(zhi)從溶液(ye)中的(de)吸附(fu)。另一方面，氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)被認為(wei)是(shi)錨定二(er)胺等不同有(you)機分(fen)子(zi)的(de)初(chu)步(bu)改性。氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)通常分(fen)為(wei)干濕過(guo)程。水(shui)蒸(zheng)氣、氧(yang)(yang)(yang)氣、二(er)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)碳、臭(chou)氧(yang)(yang)(yang)等氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)氣體在(zai)高溫下(xia)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(> 700°C)濕式(shi)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)液(ye)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)溫和(he)(20-100℃)在(zai)溫度下(xia)進行(xing)測試。硝酸鹽(yan)、硫酸鹽(yan)、過(guo)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)氫和(he)過(guo)硫酸銨是(shi)報告中*常見(jian)的(de)液(ye)體氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)。

　　氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)劑的類(lei)型、濃度(du)、氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)時間和(he)(he)溫(wen)度(du)指定(ding)了(le)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)的嚴(yan)(yan)重性(xing)(xing)(xing)，并(bing)確定(ding)了(le)對活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)紋理(li)和(he)(he)化(hua)(hua)(hua)學(xue)性(xing)(xing)(xing)質(zhi)的影響(xiang)(xiang)。值(zhi)得注(zhu)意的是(shi)(shi)，碳材料的制備(bei)和(he)(he)活(huo)化(hua)(hua)(hua)的起源(yuan)以(yi)及影響(xiang)(xiang)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)變化(hua)(hua)(hua)程度(du)的歷(li)史(shi)。因此，報(bao)告氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)影響(xiang)(xiang)的差(cha)異是(shi)(shi)合(he)理(li)的。例如(ru)，一(yi)些研究人員報(bao)告說(shuo)，濕氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)減少了(le)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)的表面(mian)(mian)積，而另一(yi)些報(bao)告顯示了(le)不變或增(zeng)加的表面(mian)(mian)積。據報(bao)道(dao)，如(ru)果活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)在(zai)低溫(wen)下啟動，它可以(yi)通過(guo)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)結構獲得更(geng)嚴(yan)(yan)重的變化(hua)(hua)(hua)。與活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)活(huo)化(hua)(hua)(hua)的高溫(wen)相(xiang)比，前者(zhe)在(zai)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程中受(shou)損(sun)。另一(yi)方(fang)面(mian)(mian)，上(shang)述參(can)數也會影響(xiang)(xiang)氧(yang)(yang)團的類(lei)型和(he)(he)密度(du)。研究人員報(bao)告說(shuo)，硝酸(suan)處理(li)可能是(shi)(shi)增(zeng)加羧基和(he)(he)酚類(lei)基團的好方(fang)法。活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)是(shi)(shi)廢(fei)椰殼(ke)的合(he)適來源(yuan)。本(ben)研究的目(mu)的是(shi)(shi)了(le)解椰殼(ke)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)對硝酸(suan)鹽的作用。

　　為了研究活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)表面的(de)(de)化(hua)學(xue)和(he)程序加(jia)熱脫附(TPD)2720(儀(yi)器(qi))采用(yong)(yong)化(hua)學(xue)吸(xi)(xi)附。用(yong)(yong)溫度(du)程序解吸(xi)(xi)(TPD)。He溫度(du)梯(ti)度(du)的(de)(de)流速分(fen)別(bie)為25 mL min -1和(he)5°C min -1.監測和(he)記錄裝(zhuang)置的(de)(de)熱電導(dao)檢測器(qi)(TCD)信號以解釋(shi)AC表面化(hua)學(xue)。在惰性(xing)(xing)氣體氣氛中加(jia)熱活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)時，氧官(guan)能團從(cong)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)表面分(fen)解解吸(xi)(xi)CO 2和(he)CO，大多數溫度(du)高達(da)1000℃。分(fen)解溫度(du)和(he)吸(xi)(xi)體積分(fen)別(bie)取決于(yu)氧組(zu)的(de)(de)類型和(he)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)表面的(de)(de)密度(du)。羧基(ji)(ji)和(he)內酯分(fen)別(bie)在較低(di)和(he)較高的(de)(de)溫度(du)下分(fen)解CO 二、苯酚、堿、醚和(he)奎寧(ning)起(qi)源于(yu)CO，羧酸酐基(ji)(ji)團同時釋(shi)放(fang)CO和(he)CO 2或連續地。TPD在某(mou)種程度(du)上，分(fen)配(pei)溫度(du)是不同的(de)(de)。

　　TPD光(guang)譜下的(de)(de)(de)(de)曲線(以(yi)(yi)ABC表(biao)示)面(mian)(mian)積可(ke)用作氧(yang)化指(zhi)數(shu)。較(jiao)高的(de)(de)(de)(de)ABC指(zhi)數(shu)表(biao)示氧(yang)化程度(du)。該指(zhi)標如上(shang)圖所示，ABC硝酸(suan)濃度(du)、時間(jian)或(huo)溫(wen)度(du)的(de)(de)(de)(de)增加(jia)(jia)也相(xiang)應地表(biao)明(ming)硝酸(suan)濃度(du)的(de)(de)(de)(de)增加(jia)(jia)ABC氧(yang)組的(de)(de)(de)(de)后的(de)(de)(de)(de)氧(yang)組密度(du)。從表(biao)2和(he)表(biao) 5 從右列可(ke)以(yi)(yi)看(kan)出，硝酸(suan)氧(yang)化條件對活性炭的(de)(de)(de)(de)結構和(he)表(biao)面(mian)(mian)化學性質有相(xiang)同(tong)的(de)(de)(de)(de)影響。這一事實表(biao)明(ming)，表(biao)面(mian)(mian)氧(yang)基(ji)團的(de)(de)(de)(de)增加(jia)(jia)和(he)表(biao)面(mian)(mian)積的(de)(de)(de)(de)減少可(ke)能是由于同(tong)樣的(de)(de)(de)(de)原因。

　　不同條件(jian)下的(de)(de)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭氧(yang)化(hua)(hua)(hua)硝酸(suan)。雖然(ran)表面(mian)積的(de)(de)增加和(he)/或孔(kong)隙體積的(de)(de)硝酸(suan)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)已被報道用于交流，但研究表明，即(ji)使在輕(qing)度(du)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)中，硝酸(suan)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)后活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭的(de)(de)比表面(mian)積和(he)孔(kong)/微(wei)孔(kong)體積也會(hui)損失。硝酸(suan)還能(neng)(neng)產生大量的(de)(de)氧(yang)官(guan)能(neng)(neng)團(tuan)，尤其是酸(suan)官(guan)能(neng)(neng)團(tuan)。得(de)到的(de)(de)結果，然(ran)而，表明氧(yang)化(hua)(hua)(hua)程度(du)對(dui)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭的(de)(de)結構和(he)表面(mian)化(hua)(hua)(hua)學性(xing)(xing)質(zhi)的(de)(de)影響，遵循相同的(de)(de)趨(qu)勢。