通過硝酸研究活性炭特性的變化

　　根據活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)前(qian)體，它可能有一定(ding)數(shu)量(liang)的(de)不同類型和密(mi)度的(de)官(guan)能團(tuan)(tuan)。由煤、石(shi)油(you)、焦(jiao)炭(tan)(tan)、木材、水果石(shi)、椰子(zi)殼等制備的(de)活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)主要含有氧官(guan)能團(tuan)(tuan)。使用富氮聚合物等活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)前(qian)體生產的(de)活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)有大量(liang)的(de)氮表面基(ji)團(tuan)(tuan)。

　　氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)是(shi)活性炭(tan)表(biao)面改(gai)性的(de)(de)(de)(de)重(zhong)要方法(fa)，是(shi)活性炭(tan)表(biao)面產(chan)生氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)官能團(tuan)的(de)(de)(de)(de)常(chang)規方法(fa)。原(yuan)因是(shi)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)不(bu)僅可(ke)以作(zuo)為(wei)某些應用(yong)的(de)(de)(de)(de)*終官能化(hua)(hua)(hua)，還可(ke)以作(zuo)為(wei)進(jin)一步官能化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)初(chu)步表(biao)面處理。酸(suan)(suan)性基團(tuan)有利于苯(ben)胺催化(hua)(hua)(hua)濕(shi)空(kong)氣(qi)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)，改(gai)善(shan)金屬(shu)離子和金屬(shu)物質從溶液中的(de)(de)(de)(de)吸附(fu)。另一方面，氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)被認為(wei)是(shi)錨定二胺等(deng)不(bu)同有機分子的(de)(de)(de)(de)初(chu)步改(gai)性。氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)通常(chang)分為(wei)干濕(shi)過(guo)程。水蒸(zheng)氣(qi)、氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)氣(qi)、二氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)碳、臭氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)等(deng)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)氣(qi)體在(zai)高(gao)溫(wen)下氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(> 700°C)濕(shi)式(shi)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)液氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)劑溫(wen)和(20-100℃)在(zai)溫(wen)度(du)下進(jin)行測(ce)試(shi)。硝酸(suan)(suan)鹽、硫酸(suan)(suan)鹽、過(guo)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)氫(qing)和過(guo)硫酸(suan)(suan)銨(an)是(shi)報(bao)告中*常(chang)見(jian)的(de)(de)(de)(de)液體氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)劑。

　　氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)劑的(de)(de)(de)(de)(de)(de)類(lei)型、濃(nong)度(du)、氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)時間(jian)和(he)(he)溫(wen)度(du)指(zhi)定了(le)(le)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)嚴(yan)(yan)重(zhong)性(xing)(xing)(xing)，并確定了(le)(le)對活性(xing)(xing)(xing)炭紋理和(he)(he)化(hua)(hua)(hua)學性(xing)(xing)(xing)質的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響(xiang)。值得(de)注意的(de)(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)(shi)(shi)，碳材料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)制(zhi)備和(he)(he)活化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)起(qi)源以及影響(xiang)活性(xing)(xing)(xing)炭變化(hua)(hua)(hua)程度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)歷(li)史。因此，報(bao)告氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)影響(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)差(cha)異是(shi)(shi)(shi)(shi)合理的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。例如，一些研究(jiu)人員(yuan)報(bao)告說，濕氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)減少了(le)(le)活性(xing)(xing)(xing)炭的(de)(de)(de)(de)(de)(de)表面積，而另一些報(bao)告顯示了(le)(le)不變或增(zeng)加的(de)(de)(de)(de)(de)(de)表面積。據(ju)報(bao)道，如果活性(xing)(xing)(xing)炭在低溫(wen)下啟(qi)動，它可(ke)以通過氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)結構獲得(de)更嚴(yan)(yan)重(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)變化(hua)(hua)(hua)。與活性(xing)(xing)(xing)炭活化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)高溫(wen)相比(bi)，前者在氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)過程中受損(sun)。另一方(fang)(fang)面，上述(shu)參數也會影響(xiang)氧(yang)(yang)團(tuan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)類(lei)型和(he)(he)密(mi)度(du)。研究(jiu)人員(yuan)報(bao)告說，硝(xiao)酸處理可(ke)能(neng)是(shi)(shi)(shi)(shi)增(zeng)加羧(suo)基(ji)和(he)(he)酚類(lei)基(ji)團(tuan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)好(hao)方(fang)(fang)法。活性(xing)(xing)(xing)炭是(shi)(shi)(shi)(shi)廢椰殼的(de)(de)(de)(de)(de)(de)合適來源。本研究(jiu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)(shi)(shi)了(le)(le)解椰殼活性(xing)(xing)(xing)炭對硝(xiao)酸鹽的(de)(de)(de)(de)(de)(de)作用。

　　為了研究(jiu)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)表(biao)(biao)(biao)面(mian)的化(hua)學(xue)(xue)和(he)(he)(he)程序加熱(re)脫附(fu)(TPD)2720(儀器)采(cai)用化(hua)學(xue)(xue)吸(xi)附(fu)。用溫度(du)(du)(du)程序解(jie)吸(xi)(TPD)。He溫度(du)(du)(du)梯度(du)(du)(du)的流速分(fen)別(bie)為25 mL min -1和(he)(he)(he)5°C min -1.監測(ce)和(he)(he)(he)記錄(lu)裝置的熱(re)電(dian)導(dao)檢測(ce)器(TCD)信號以解(jie)釋AC表(biao)(biao)(biao)面(mian)化(hua)學(xue)(xue)。在惰性(xing)(xing)氣體(ti)氣氛中加熱(re)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)時(shi)，氧(yang)官能團從活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)表(biao)(biao)(biao)面(mian)分(fen)解(jie)解(jie)吸(xi)CO 2和(he)(he)(he)CO，大多數溫度(du)(du)(du)高(gao)達1000℃。分(fen)解(jie)溫度(du)(du)(du)和(he)(he)(he)吸(xi)體(ti)積分(fen)別(bie)取(qu)決于氧(yang)組的類型和(he)(he)(he)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)表(biao)(biao)(biao)面(mian)的密度(du)(du)(du)。羧基和(he)(he)(he)內酯(zhi)分(fen)別(bie)在較(jiao)低和(he)(he)(he)較(jiao)高(gao)的溫度(du)(du)(du)下分(fen)解(jie)CO 二、苯酚、堿、醚和(he)(he)(he)奎(kui)寧起源(yuan)于CO，羧酸酐基團同時(shi)釋放CO和(he)(he)(he)CO 2或連續地。TPD在某(mou)種程度(du)(du)(du)上，分(fen)配溫度(du)(du)(du)是不同的。

　　TPD光(guang)譜下(xia)的曲(qu)線(以ABC表(biao)(biao)示)面積可(ke)用作(zuo)氧(yang)(yang)化指(zhi)數。較高的ABC指(zhi)數表(biao)(biao)示氧(yang)(yang)化程度。該指(zhi)標如(ru)上圖所(suo)示，ABC硝酸濃(nong)度、時間或溫(wen)度的增(zeng)(zeng)加(jia)也相應地表(biao)(biao)明硝酸濃(nong)度的增(zeng)(zeng)加(jia)ABC氧(yang)(yang)組的后的氧(yang)(yang)組密度。從表(biao)(biao)2和(he)(he)表(biao)(biao) 5 從右列可(ke)以看出(chu)，硝酸氧(yang)(yang)化條件對活性炭的結(jie)構和(he)(he)表(biao)(biao)面化學(xue)性質有相同的影響。這一(yi)事實表(biao)(biao)明，表(biao)(biao)面氧(yang)(yang)基團的增(zeng)(zeng)加(jia)和(he)(he)表(biao)(biao)面積的減少可(ke)能是由于同樣的原因。

　　不同條件下的(de)活性炭(tan)氧化(hua)(hua)硝(xiao)酸(suan)。雖(sui)然表(biao)面(mian)積(ji)(ji)的(de)增加和(he)/或(huo)孔隙體積(ji)(ji)的(de)硝(xiao)酸(suan)氧化(hua)(hua)已(yi)被報(bao)道用于交流，但研究表(biao)明(ming)，即使在輕(qing)度氧化(hua)(hua)中(zhong)，硝(xiao)酸(suan)氧化(hua)(hua)后活性炭(tan)的(de)比表(biao)面(mian)積(ji)(ji)和(he)孔/微孔體積(ji)(ji)也會損(sun)失。硝(xiao)酸(suan)還能(neng)(neng)產生大量的(de)氧官能(neng)(neng)團，尤其是酸(suan)官能(neng)(neng)團。得到的(de)結果，然而，表(biao)明(ming)氧化(hua)(hua)程度對(dui)活性炭(tan)的(de)結構和(he)表(biao)面(mian)化(hua)(hua)學性質的(de)影(ying)響，遵循相同的(de)趨勢。