通過硝酸研究活性炭特性的變化

　　根據活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)的(de)前(qian)體，它可能(neng)有一定數量的(de)不同類型和密(mi)度的(de)官能(neng)團(tuan)。由煤(mei)、石油、焦(jiao)炭(tan)、木(mu)材、水果(guo)石、椰子(zi)殼等制備的(de)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)主要(yao)含(han)有氧(yang)官能(neng)團(tuan)。使用富氮聚(ju)合物等活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)前(qian)體生產的(de)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)有大量的(de)氮表(biao)面基(ji)團(tuan)。

　　氧(yang)(yang)(yang)化(hua)是活性炭表(biao)面(mian)(mian)改性的(de)重要(yao)方法，是活性炭表(biao)面(mian)(mian)產生氧(yang)(yang)(yang)官(guan)能(neng)團的(de)常規方法。原因是氧(yang)(yang)(yang)化(hua)不(bu)僅可以(yi)作為某些(xie)應用的(de)*終官(guan)能(neng)化(hua)，還(huan)可以(yi)作為進(jin)一步(bu)(bu)官(guan)能(neng)化(hua)的(de)初(chu)步(bu)(bu)表(biao)面(mian)(mian)處理(li)。酸性基團有利(li)于苯胺催化(hua)濕空氣(qi)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)，改善(shan)金屬離子和(he)金屬物質從溶液中的(de)吸(xi)附。另一方面(mian)(mian)，氧(yang)(yang)(yang)化(hua)被認為是錨定二胺等(deng)不(bu)同有機分(fen)子的(de)初(chu)步(bu)(bu)改性。氧(yang)(yang)(yang)化(hua)通(tong)常分(fen)為干濕過(guo)程。水蒸氣(qi)、氧(yang)(yang)(yang)氣(qi)、二氧(yang)(yang)(yang)化(hua)碳(tan)、臭氧(yang)(yang)(yang)等(deng)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)氣(qi)體在(zai)高溫下氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(> 700°C)濕式氧(yang)(yang)(yang)化(hua)液氧(yang)(yang)(yang)化(hua)劑(ji)溫和(he)(20-100℃)在(zai)溫度下進(jin)行測試。硝酸鹽、硫(liu)酸鹽、過(guo)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)氫和(he)過(guo)硫(liu)酸銨(an)是報告中*常見的(de)液體氧(yang)(yang)(yang)化(hua)劑(ji)。

　　氧(yang)(yang)化(hua)劑的(de)(de)(de)類型、濃度、氧(yang)(yang)化(hua)時間和(he)溫(wen)度指定了(le)氧(yang)(yang)化(hua)的(de)(de)(de)嚴重(zhong)性(xing)(xing)(xing)，并確(que)定了(le)對活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)紋(wen)理(li)(li)和(he)化(hua)學性(xing)(xing)(xing)質的(de)(de)(de)影(ying)響。值得注意的(de)(de)(de)是(shi)，碳材料的(de)(de)(de)制備和(he)活(huo)化(hua)的(de)(de)(de)起源以及影(ying)響活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)變化(hua)程(cheng)度的(de)(de)(de)歷史。因此，報告氧(yang)(yang)化(hua)影(ying)響的(de)(de)(de)差異是(shi)合(he)理(li)(li)的(de)(de)(de)。例如，一(yi)些(xie)研究人(ren)員(yuan)報告說，濕氧(yang)(yang)化(hua)減少了(le)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)(de)表面積，而另一(yi)些(xie)報告顯示了(le)不變或(huo)增(zeng)加的(de)(de)(de)表面積。據報道，如果活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)在低(di)溫(wen)下(xia)啟(qi)動，它可以通過氧(yang)(yang)化(hua)結(jie)構獲得更嚴重(zhong)的(de)(de)(de)變化(hua)。與活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)活(huo)化(hua)的(de)(de)(de)高溫(wen)相比，前者在氧(yang)(yang)化(hua)過程(cheng)中受(shou)損。另一(yi)方(fang)面，上述參數也(ye)會影(ying)響氧(yang)(yang)團(tuan)的(de)(de)(de)類型和(he)密度。研究人(ren)員(yuan)報告說，硝(xiao)酸處(chu)理(li)(li)可能是(shi)增(zeng)加羧基(ji)和(he)酚類基(ji)團(tuan)的(de)(de)(de)好方(fang)法(fa)。活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)是(shi)廢椰殼(ke)的(de)(de)(de)合(he)適來源。本研究的(de)(de)(de)目(mu)的(de)(de)(de)是(shi)了(le)解椰殼(ke)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)對硝(xiao)酸鹽的(de)(de)(de)作用。

　　為了研(yan)究活(huo)(huo)性(xing)炭表(biao)(biao)面的(de)化(hua)學(xue)和(he)程(cheng)序(xu)加熱(re)脫附(fu)(TPD)2720(儀器(qi))采用化(hua)學(xue)吸附(fu)。用溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)程(cheng)序(xu)解(jie)吸(TPD)。He溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)梯度(du)(du)的(de)流速分(fen)(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)熱(re)電導(dao)檢測器(qi)(TCD)信號以(yi)解(jie)釋(shi)AC表(biao)(biao)面化(hua)學(xue)。在(zai)惰性(xing)氣體氣氛中(zhong)加熱(re)活(huo)(huo)性(xing)炭時(shi)，氧(yang)(yang)官能團從活(huo)(huo)性(xing)炭表(biao)(biao)面分(fen)(fen)解(jie)解(jie)吸CO 2和(he)CO，大多數溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)高(gao)(gao)達1000℃。分(fen)(fen)解(jie)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)和(he)吸體積分(fen)(fen)別(bie)取決于氧(yang)(yang)組的(de)類型和(he)活(huo)(huo)性(xing)炭表(biao)(biao)面的(de)密度(du)(du)。羧(suo)基和(he)內酯分(fen)(fen)別(bie)在(zai)較低和(he)較高(gao)(gao)的(de)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)下分(fen)(fen)解(jie)CO 二、苯酚、堿(jian)、醚和(he)奎寧(ning)起源于CO，羧(suo)酸酐基團同時(shi)釋(shi)放(fang)CO和(he)CO 2或連續地。TPD在(zai)某種(zhong)程(cheng)度(du)(du)上，分(fen)(fen)配溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)是(shi)不同的(de)。

　　TPD光譜下的(de)(de)(de)(de)曲線(以(yi)ABC表(biao)(biao)示)面(mian)積可用作氧(yang)(yang)化指(zhi)數(shu)。較高的(de)(de)(de)(de)ABC指(zhi)數(shu)表(biao)(biao)示氧(yang)(yang)化程(cheng)度(du)。該指(zhi)標如上圖所示，ABC硝(xiao)酸(suan)(suan)濃(nong)度(du)、時間或溫度(du)的(de)(de)(de)(de)增(zeng)加也相(xiang)應地表(biao)(biao)明硝(xiao)酸(suan)(suan)濃(nong)度(du)的(de)(de)(de)(de)增(zeng)加ABC氧(yang)(yang)組(zu)(zu)的(de)(de)(de)(de)后(hou)的(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)組(zu)(zu)密度(du)。從表(biao)(biao)2和(he)表(biao)(biao) 5 從右(you)列可以(yi)看出，硝(xiao)酸(suan)(suan)氧(yang)(yang)化條件對(dui)活性炭的(de)(de)(de)(de)結(jie)構(gou)和(he)表(biao)(biao)面(mian)化學(xue)性質(zhi)有相(xiang)同(tong)的(de)(de)(de)(de)影響。這一事(shi)實表(biao)(biao)明，表(biao)(biao)面(mian)氧(yang)(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。

　　不同條件下的(de)活(huo)性炭(tan)氧(yang)化硝(xiao)酸(suan)(suan)。雖然表(biao)面積(ji)的(de)增加和(he)/或孔(kong)(kong)隙體積(ji)的(de)硝(xiao)酸(suan)(suan)氧(yang)化已(yi)被(bei)報道用(yong)于交流，但研究表(biao)明(ming)，即使在輕(qing)度(du)氧(yang)化中，硝(xiao)酸(suan)(suan)氧(yang)化后活(huo)性炭(tan)的(de)比表(biao)面積(ji)和(he)孔(kong)(kong)/微(wei)孔(kong)(kong)體積(ji)也會損失。硝(xiao)酸(suan)(suan)還能產(chan)生大(da)量(liang)的(de)氧(yang)官(guan)能團，尤其是酸(suan)(suan)官(guan)能團。得到的(de)結果，然而(er)，表(biao)明(ming)氧(yang)化程度(du)對活(huo)性炭(tan)的(de)結構(gou)和(he)表(biao)面化學性質的(de)影響，遵循(xun)相同的(de)趨(qu)勢。