通過硝酸研究活性炭特性的變化

　　根據活(huo)性炭(tan)(tan)的(de)(de)(de)前體(ti)(ti)，它可能(neng)有一定數(shu)量的(de)(de)(de)不同類型和密度的(de)(de)(de)官能(neng)團(tuan)(tuan)。由煤、石(shi)油、焦(jiao)炭(tan)(tan)、木材(cai)、水(shui)果石(shi)、椰子殼等制(zhi)備的(de)(de)(de)活(huo)性炭(tan)(tan)主要含有氧官能(neng)團(tuan)(tuan)。使用富氮聚合物等活(huo)性炭(tan)(tan)前體(ti)(ti)生(sheng)產的(de)(de)(de)活(huo)性炭(tan)(tan)有大(da)量的(de)(de)(de)氮表面(mian)基團(tuan)(tuan)。

　　氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)是活性(xing)(xing)(xing)炭表面改(gai)性(xing)(xing)(xing)的(de)重要(yao)方(fang)(fang)法(fa)，是活性(xing)(xing)(xing)炭表面產生氧(yang)(yang)(yang)官能團的(de)常規(gui)方(fang)(fang)法(fa)。原(yuan)因是氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)不(bu)(bu)僅可以(yi)(yi)作為(wei)某些應用的(de)*終官能化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)，還可以(yi)(yi)作為(wei)進(jin)一(yi)步官能化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)初步表面處理(li)。酸(suan)性(xing)(xing)(xing)基團有利于苯胺催化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)濕空氣(qi)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)，改(gai)善(shan)金屬(shu)離(li)子(zi)和金屬(shu)物質(zhi)從溶液中的(de)吸附(fu)。另(ling)一(yi)方(fang)(fang)面，氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)被認(ren)為(wei)是錨定二(er)胺等(deng)不(bu)(bu)同(tong)有機分子(zi)的(de)初步改(gai)性(xing)(xing)(xing)。氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)通常分為(wei)干濕過程。水蒸氣(qi)、氧(yang)(yang)(yang)氣(qi)、二(er)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)碳、臭氧(yang)(yang)(yang)等(deng)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氣(qi)體(ti)在高溫下氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(> 700°C)濕式(shi)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)液氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)溫和(20-100℃)在溫度下進(jin)行測試(shi)。硝(xiao)酸(suan)鹽、硫(liu)酸(suan)鹽、過氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氫和過硫(liu)酸(suan)銨是報告中*常見的(de)液體(ti)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)。

　　氧(yang)(yang)(yang)化(hua)劑的(de)(de)(de)(de)(de)(de)類(lei)型、濃(nong)度(du)、氧(yang)(yang)(yang)化(hua)時間(jian)和(he)溫(wen)(wen)度(du)指定(ding)了氧(yang)(yang)(yang)化(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)嚴重性(xing)(xing)(xing)(xing)，并確(que)定(ding)了對活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)紋(wen)理(li)(li)和(he)化(hua)學性(xing)(xing)(xing)(xing)質(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)。值得(de)注(zhu)意(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)是，碳(tan)材料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)制備(bei)和(he)活(huo)(huo)化(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)起源(yuan)以及(ji)影(ying)響(xiang)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)變化(hua)程(cheng)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)歷史。因此，報告氧(yang)(yang)(yang)化(hua)影(ying)響(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)差異是合理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。例如(ru)，一些(xie)研(yan)究(jiu)人員報告說，濕氧(yang)(yang)(yang)化(hua)減少了活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)表面積(ji)，而另(ling)一些(xie)報告顯示了不變或增(zeng)加(jia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)表面積(ji)。據(ju)報道，如(ru)果活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)在(zai)低溫(wen)(wen)下啟動，它可(ke)(ke)以通(tong)過氧(yang)(yang)(yang)化(hua)結構(gou)獲(huo)得(de)更嚴重的(de)(de)(de)(de)(de)(de)變化(hua)。與活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)活(huo)(huo)化(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)高溫(wen)(wen)相比，前者在(zai)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)過程(cheng)中受(shou)損(sun)。另(ling)一方(fang)面，上述參數也(ye)會影(ying)響(xiang)氧(yang)(yang)(yang)團(tuan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)類(lei)型和(he)密度(du)。研(yan)究(jiu)人員報告說，硝酸(suan)處理(li)(li)可(ke)(ke)能是增(zeng)加(jia)羧基和(he)酚類(lei)基團(tuan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)好(hao)方(fang)法。活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)是廢椰(ye)殼的(de)(de)(de)(de)(de)(de)合適來源(yuan)。本(ben)研(yan)究(jiu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)目(mu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)是了解椰(ye)殼活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)對硝酸(suan)鹽的(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(xue)和(he)(he)程序加(jia)熱(re)脫附(TPD)2720(儀器)采用化(hua)學(xue)吸(xi)附。用溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)程序解(jie)(jie)吸(xi)(TPD)。He溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)梯度(du)(du)(du)的(de)流速(su)分別(bie)為(wei)25 mL min -1和(he)(he)5°C min -1.監(jian)測(ce)和(he)(he)記錄(lu)裝置的(de)熱(re)電(dian)導(dao)檢(jian)測(ce)器(TCD)信號(hao)以解(jie)(jie)釋AC表面化(hua)學(xue)。在(zai)惰(duo)性(xing)氣體氣氛中加(jia)熱(re)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)時，氧官能團從活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)表面分解(jie)(jie)解(jie)(jie)吸(xi)CO 2和(he)(he)CO，大多數溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)高(gao)達(da)1000℃。分解(jie)(jie)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)和(he)(he)吸(xi)體積分別(bie)取(qu)決于氧組(zu)的(de)類(lei)型(xing)和(he)(he)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)表面的(de)密(mi)度(du)(du)(du)。羧基和(he)(he)內酯分別(bie)在(zai)較低和(he)(he)較高(gao)的(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)下分解(jie)(jie)CO 二、苯(ben)酚、堿、醚和(he)(he)奎(kui)寧起源(yuan)于CO，羧酸(suan)酐(gan)基團同時釋放CO和(he)(he)CO 2或(huo)連(lian)續地。TPD在(zai)某種程度(du)(du)(du)上，分配(pei)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)是不同的(de)。

　　TPD光(guang)譜下的(de)(de)(de)曲線(以ABC表(biao)示)面(mian)積(ji)可(ke)用作氧(yang)化指(zhi)(zhi)數。較高(gao)的(de)(de)(de)ABC指(zhi)(zhi)數表(biao)示氧(yang)化程(cheng)度(du)。該指(zhi)(zhi)標如上(shang)圖(tu)所示，ABC硝酸(suan)濃度(du)、時間或溫度(du)的(de)(de)(de)增加也相應(ying)地表(biao)明(ming)硝酸(suan)濃度(du)的(de)(de)(de)增加ABC氧(yang)組的(de)(de)(de)后的(de)(de)(de)氧(yang)組密度(du)。從表(biao)2和表(biao) 5 從右列可(ke)以看出，硝酸(suan)氧(yang)化條(tiao)件(jian)對活性炭(tan)的(de)(de)(de)結構和表(biao)面(mian)化學性質有相同的(de)(de)(de)影響。這(zhe)一事實(shi)表(biao)明(ming)，表(biao)面(mian)氧(yang)基團的(de)(de)(de)增加和表(biao)面(mian)積(ji)的(de)(de)(de)減(jian)少(shao)可(ke)能是由于同樣(yang)的(de)(de)(de)原因。

　　不同(tong)(tong)條(tiao)件下的(de)活性炭氧化硝酸(suan)。雖然(ran)表(biao)(biao)(biao)面積(ji)的(de)增加和(he)(he)/或孔隙體(ti)積(ji)的(de)硝酸(suan)氧化已被報道用于交流(liu)，但(dan)研究表(biao)(biao)(biao)明，即(ji)使在輕度(du)(du)氧化中，硝酸(suan)氧化后活性炭的(de)比表(biao)(biao)(biao)面積(ji)和(he)(he)孔/微孔體(ti)積(ji)也會損(sun)失。硝酸(suan)還能產生大量的(de)氧官(guan)能團，尤其是(shi)酸(suan)官(guan)能團。得(de)到的(de)結(jie)果，然(ran)而，表(biao)(biao)(biao)明氧化程度(du)(du)對活性炭的(de)結(jie)構和(he)(he)表(biao)(biao)(biao)面化學性質的(de)影(ying)響，遵循相同(tong)(tong)的(de)趨勢。