通過硝酸研究活性炭特性的變化

　　根據活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)的(de)前(qian)體，它可能有(you)(you)一定數量的(de)不同類型和密度的(de)官能團。由(you)煤、石油、焦(jiao)炭(tan)(tan)、木材、水(shui)果石、椰子殼等制備的(de)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)主要含有(you)(you)氧官能團。使用富氮(dan)聚合物(wu)等活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)前(qian)體生產的(de)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)有(you)(you)大量的(de)氮(dan)表面基團。

　　氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)是活性(xing)(xing)炭表(biao)面(mian)(mian)改性(xing)(xing)的(de)(de)重要(yao)方法(fa)，是活性(xing)(xing)炭表(biao)面(mian)(mian)產生氧(yang)(yang)(yang)官(guan)能(neng)團(tuan)的(de)(de)常(chang)規方法(fa)。原因是氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)不(bu)僅可(ke)以作為某些應用的(de)(de)*終官(guan)能(neng)化(hua)(hua)(hua)(hua)，還可(ke)以作為進(jin)一(yi)(yi)步(bu)官(guan)能(neng)化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)初(chu)步(bu)表(biao)面(mian)(mian)處(chu)理(li)。酸(suan)性(xing)(xing)基團(tuan)有利于苯胺催化(hua)(hua)(hua)(hua)濕空氣氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)，改善金(jin)屬(shu)(shu)離子(zi)和(he)金(jin)屬(shu)(shu)物質從溶(rong)液中的(de)(de)吸(xi)附。另一(yi)(yi)方面(mian)(mian)，氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)被認為是錨定二胺等(deng)不(bu)同有機(ji)分子(zi)的(de)(de)初(chu)步(bu)改性(xing)(xing)。氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)通常(chang)分為干濕過(guo)程。水蒸氣、氧(yang)(yang)(yang)氣、二氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)碳、臭氧(yang)(yang)(yang)等(deng)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)氣體(ti)在高(gao)溫下(xia)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(> 700°C)濕式氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)液氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑溫和(he)(20-100℃)在溫度(du)下(xia)進(jin)行測試。硝酸(suan)鹽(yan)、硫(liu)酸(suan)鹽(yan)、過(guo)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)氫和(he)過(guo)硫(liu)酸(suan)銨是報告中*常(chang)見的(de)(de)液體(ti)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑。

　　氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)劑的(de)類(lei)型(xing)、濃度、氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)時間和溫(wen)度指定了(le)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)的(de)嚴重性，并確(que)定了(le)對活(huo)性炭(tan)(tan)紋理(li)和化(hua)(hua)學性質的(de)影響(xiang)(xiang)。值得注意(yi)的(de)是(shi)(shi)(shi)，碳材(cai)料的(de)制備(bei)和活(huo)化(hua)(hua)的(de)起源(yuan)以(yi)及影響(xiang)(xiang)活(huo)性炭(tan)(tan)變化(hua)(hua)程度的(de)歷史。因(yin)此，報告(gao)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)影響(xiang)(xiang)的(de)差異是(shi)(shi)(shi)合理(li)的(de)。例如，一(yi)些研(yan)究(jiu)人員報告(gao)說(shuo)，濕氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)減少(shao)了(le)活(huo)性炭(tan)(tan)的(de)表面(mian)積，而(er)另(ling)一(yi)些報告(gao)顯示(shi)了(le)不變或增加的(de)表面(mian)積。據報道，如果活(huo)性炭(tan)(tan)在低溫(wen)下啟動，它可(ke)以(yi)通過氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)結構獲得更(geng)嚴重的(de)變化(hua)(hua)。與活(huo)性炭(tan)(tan)活(huo)化(hua)(hua)的(de)高(gao)溫(wen)相比，前者(zhe)在氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)過程中受(shou)損。另(ling)一(yi)方面(mian)，上(shang)述參數(shu)也會影響(xiang)(xiang)氧(yang)(yang)(yang)(yang)團的(de)類(lei)型(xing)和密度。研(yan)究(jiu)人員報告(gao)說(shuo)，硝酸處理(li)可(ke)能(neng)是(shi)(shi)(shi)增加羧(suo)基和酚類(lei)基團的(de)好方法。活(huo)性炭(tan)(tan)是(shi)(shi)(shi)廢(fei)椰殼的(de)合適來源(yuan)。本(ben)研(yan)究(jiu)的(de)目的(de)是(shi)(shi)(shi)了(le)解椰殼活(huo)性炭(tan)(tan)對硝酸鹽的(de)作(zuo)用。

　　為了研究活性(xing)炭表(biao)面(mian)(mian)的(de)化學和(he)(he)(he)(he)程(cheng)序加(jia)熱(re)(re)脫(tuo)附(TPD)2720(儀器(qi))采用化學吸附。用溫(wen)度(du)(du)程(cheng)序解(jie)吸(TPD)。He溫(wen)度(du)(du)梯度(du)(du)的(de)流速分(fen)別(bie)為25 mL min -1和(he)(he)(he)(he)5°C min -1.監測和(he)(he)(he)(he)記(ji)錄裝置的(de)熱(re)(re)電導(dao)檢測器(qi)(TCD)信(xin)號以解(jie)釋(shi)AC表(biao)面(mian)(mian)化學。在(zai)惰(duo)性(xing)氣體(ti)氣氛中加(jia)熱(re)(re)活性(xing)炭時(shi)，氧(yang)官(guan)能團從活性(xing)炭表(biao)面(mian)(mian)分(fen)解(jie)解(jie)吸CO 2和(he)(he)(he)(he)CO，大多數溫(wen)度(du)(du)高(gao)達1000℃。分(fen)解(jie)溫(wen)度(du)(du)和(he)(he)(he)(he)吸體(ti)積分(fen)別(bie)取決于氧(yang)組的(de)類(lei)型和(he)(he)(he)(he)活性(xing)炭表(biao)面(mian)(mian)的(de)密度(du)(du)。羧基和(he)(he)(he)(he)內酯分(fen)別(bie)在(zai)較低(di)和(he)(he)(he)(he)較高(gao)的(de)溫(wen)度(du)(du)下(xia)分(fen)解(jie)CO 二、苯酚、堿、醚和(he)(he)(he)(he)奎(kui)寧起源(yuan)于CO，羧酸(suan)酐基團同時(shi)釋(shi)放(fang)CO和(he)(he)(he)(he)CO 2或連續地。TPD在(zai)某種程(cheng)度(du)(du)上，分(fen)配(pei)溫(wen)度(du)(du)是不(bu)同的(de)。

　　TPD光譜下的(de)(de)(de)曲線(以(yi)(yi)ABC表(biao)示)面積可(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)圖所示，ABC硝酸濃度(du)、時間或溫度(du)的(de)(de)(de)增加也相(xiang)應(ying)地表(biao)明(ming)硝酸濃度(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(cong)表(biao)2和(he)表(biao) 5 從(cong)右列可(ke)以(yi)(yi)看出，硝酸氧(yang)化條件對(dui)活性炭的(de)(de)(de)結構和(he)表(biao)面化學(xue)性質有相(xiang)同的(de)(de)(de)影響(xiang)。這一事實(shi)表(biao)明(ming)，表(biao)面氧(yang)基團的(de)(de)(de)增加和(he)表(biao)面積的(de)(de)(de)減少(shao)可(ke)能是由于同樣的(de)(de)(de)原因。

　　不同條件下的活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭氧(yang)(yang)化硝酸(suan)。雖然(ran)(ran)表(biao)(biao)面(mian)積的增加和(he)(he)/或孔隙體積的硝酸(suan)氧(yang)(yang)化已(yi)被(bei)報道用于(yu)交流，但研究表(biao)(biao)明，即(ji)使在輕(qing)度(du)氧(yang)(yang)化中(zhong)，硝酸(suan)氧(yang)(yang)化后活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭的比表(biao)(biao)面(mian)積和(he)(he)孔/微孔體積也會損失。硝酸(suan)還(huan)能產生(sheng)大量的氧(yang)(yang)官能團(tuan)，尤其是(shi)酸(suan)官能團(tuan)。得到的結(jie)(jie)果，然(ran)(ran)而，表(biao)(biao)明氧(yang)(yang)化程(cheng)度(du)對活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭的結(jie)(jie)構和(he)(he)表(biao)(biao)面(mian)化學(xue)性(xing)(xing)質的影響，遵循相(xiang)同的趨(qu)勢。