通過硝酸研究活性炭特性的變化

　　根(gen)據活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)的(de)前體，它可能(neng)有一定數量(liang)的(de)不同類型和密度的(de)官能(neng)團(tuan)。由(you)煤、石油、焦炭(tan)、木材、水果石、椰子(zi)殼等制備的(de)活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)主要含有氧官能(neng)團(tuan)。使用富氮聚(ju)合物(wu)等活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)前體生產的(de)活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)有大量(liang)的(de)氮表(biao)面基團(tuan)。

　　氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)是活性(xing)炭表面(mian)改(gai)(gai)性(xing)的(de)重要(yao)方法(fa)，是活性(xing)炭表面(mian)產(chan)生氧官(guan)能(neng)團的(de)常規方法(fa)。原因是氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)不(bu)僅可以作(zuo)為某些(xie)應用(yong)的(de)*終官(guan)能(neng)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)，還可以作(zuo)為進一(yi)步(bu)官(guan)能(neng)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)初步(bu)表面(mian)處理。酸性(xing)基團有利(li)于苯胺催化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)濕(shi)(shi)空氣(qi)(qi)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)，改(gai)(gai)善金屬離(li)子(zi)和金屬物質從溶液(ye)中的(de)吸(xi)附。另一(yi)方面(mian)，氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)被認為是錨定二(er)胺等不(bu)同(tong)有機分(fen)(fen)子(zi)的(de)初步(bu)改(gai)(gai)性(xing)。氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)通常分(fen)(fen)為干濕(shi)(shi)過程。水(shui)蒸氣(qi)(qi)、氧氣(qi)(qi)、二(er)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)碳、臭氧等氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氣(qi)(qi)體在(zai)高溫(wen)下(xia)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(> 700°C)濕(shi)(shi)式氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)液(ye)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑溫(wen)和(20-100℃)在(zai)溫(wen)度(du)下(xia)進行測試(shi)。硝(xiao)酸鹽(yan)、硫酸鹽(yan)、過氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氫和過硫酸銨(an)是報告中*常見的(de)液(ye)體氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑。

　　氧化(hua)(hua)(hua)劑的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)類(lei)型、濃度(du)(du)、氧化(hua)(hua)(hua)時間和溫度(du)(du)指定了(le)(le)氧化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)嚴重性(xing)(xing)(xing)，并確定了(le)(le)對活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)紋理(li)(li)和化(hua)(hua)(hua)學(xue)性(xing)(xing)(xing)質(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響(xiang)。值得(de)(de)注意的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)是，碳材(cai)料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)制備和活(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)起源以及影響(xiang)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)變化(hua)(hua)(hua)程度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)歷史。因此(ci)，報告氧化(hua)(hua)(hua)影響(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)差異(yi)是合理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。例(li)如，一(yi)些研究人員報告說，濕(shi)氧化(hua)(hua)(hua)減少了(le)(le)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)面(mian)積，而另(ling)一(yi)些報告顯示了(le)(le)不變或增加的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)面(mian)積。據報道，如果活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)在(zai)低(di)溫下啟動，它可(ke)以通過(guo)氧化(hua)(hua)(hua)結構(gou)獲得(de)(de)更嚴重的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)變化(hua)(hua)(hua)。與(yu)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)活(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)高溫相比，前者在(zai)氧化(hua)(hua)(hua)過(guo)程中(zhong)受損。另(ling)一(yi)方面(mian)，上述參數也會影響(xiang)氧團(tuan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)類(lei)型和密(mi)度(du)(du)。研究人員報告說，硝酸(suan)處理(li)(li)可(ke)能是增加羧(suo)基(ji)和酚類(lei)基(ji)團(tuan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)好方法。活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)是廢(fei)椰(ye)殼的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)合適來源。本研究的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)是了(le)(le)解椰(ye)殼活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)對硝酸(suan)鹽(yan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)作用。

　　為(wei)了研究活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭表(biao)面的(de)(de)(de)化(hua)學和(he)程(cheng)序(xu)加熱(re)(re)脫(tuo)附(TPD)2720(儀器(qi))采用(yong)(yong)化(hua)學吸(xi)附。用(yong)(yong)溫(wen)(wen)度程(cheng)序(xu)解(jie)(jie)吸(xi)(TPD)。He溫(wen)(wen)度梯度的(de)(de)(de)流速(su)分(fen)(fen)別(bie)為(wei)25 mL min -1和(he)5°C min -1.監測和(he)記錄(lu)裝置的(de)(de)(de)熱(re)(re)電導檢(jian)測器(qi)(TCD)信號(hao)以解(jie)(jie)釋(shi)AC表(biao)面化(hua)學。在惰性(xing)氣(qi)體氣(qi)氛中(zhong)加熱(re)(re)活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭時，氧(yang)官(guan)能團(tuan)從活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭表(biao)面分(fen)(fen)解(jie)(jie)解(jie)(jie)吸(xi)CO 2和(he)CO，大多數溫(wen)(wen)度高達1000℃。分(fen)(fen)解(jie)(jie)溫(wen)(wen)度和(he)吸(xi)體積分(fen)(fen)別(bie)取決于氧(yang)組的(de)(de)(de)類(lei)型(xing)和(he)活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭表(biao)面的(de)(de)(de)密度。羧基(ji)和(he)內酯分(fen)(fen)別(bie)在較低和(he)較高的(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度下分(fen)(fen)解(jie)(jie)CO 二(er)、苯酚(fen)、堿(jian)、醚和(he)奎寧起源于CO，羧酸(suan)酐(gan)基(ji)團(tuan)同時釋(shi)放CO和(he)CO 2或連續(xu)地。TPD在某(mou)種程(cheng)度上，分(fen)(fen)配溫(wen)(wen)度是不(bu)同的(de)(de)(de)。

　　TPD光譜下的(de)曲(qu)線(以ABC表(biao)(biao)(biao)示)面(mian)積(ji)可(ke)用(yong)作氧(yang)(yang)(yang)化(hua)指(zhi)數。較高的(de)ABC指(zhi)數表(biao)(biao)(biao)示氧(yang)(yang)(yang)化(hua)程度(du)。該指(zhi)標(biao)如上圖所示，ABC硝(xiao)酸(suan)濃(nong)度(du)、時間或溫度(du)的(de)增(zeng)加也相(xiang)應地表(biao)(biao)(biao)明(ming)硝(xiao)酸(suan)濃(nong)度(du)的(de)增(zeng)加ABC氧(yang)(yang)(yang)組的(de)后的(de)氧(yang)(yang)(yang)組密(mi)度(du)。從(cong)表(biao)(biao)(biao)2和表(biao)(biao)(biao) 5 從(cong)右列可(ke)以看出(chu)，硝(xiao)酸(suan)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)條(tiao)件(jian)對活性炭的(de)結構和表(biao)(biao)(biao)面(mian)化(hua)學性質有相(xiang)同(tong)的(de)影(ying)響。這一事實表(biao)(biao)(biao)明(ming)，表(biao)(biao)(biao)面(mian)氧(yang)(yang)(yang)基團的(de)增(zeng)加和表(biao)(biao)(biao)面(mian)積(ji)的(de)減少可(ke)能(neng)是由于(yu)同(tong)樣的(de)原因。

　　不(bu)同(tong)條件下的(de)活(huo)性炭氧化(hua)硝(xiao)酸。雖然(ran)表面積的(de)增加(jia)和(he)/或孔隙體(ti)積的(de)硝(xiao)酸氧化(hua)已被報道用于交流，但研究表明，即(ji)使在(zai)輕(qing)度(du)氧化(hua)中，硝(xiao)酸氧化(hua)后活(huo)性炭的(de)比表面積和(he)孔/微孔體(ti)積也會損失。硝(xiao)酸還能(neng)產生大量的(de)氧官(guan)能(neng)團，尤其是酸官(guan)能(neng)團。得(de)到的(de)結(jie)果，然(ran)而，表明氧化(hua)程度(du)對活(huo)性炭的(de)結(jie)構(gou)和(he)表面化(hua)學性質(zhi)的(de)影響，遵循相同(tong)的(de)趨(qu)勢。