通過硝酸研究活性炭特性的變化

　　根(gen)據活(huo)性(xing)炭的(de)(de)前體，它可能有(you)(you)一定數量的(de)(de)不同(tong)類(lei)型(xing)和密度的(de)(de)官(guan)能團。由煤(mei)、石(shi)油、焦炭、木材、水果石(shi)、椰子殼(ke)等制(zhi)備的(de)(de)活(huo)性(xing)炭主要含有(you)(you)氧官(guan)能團。使用富氮聚合物等活(huo)性(xing)炭前體生產的(de)(de)活(huo)性(xing)炭有(you)(you)大量的(de)(de)氮表面基(ji)團。

　　氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)是(shi)(shi)活(huo)性炭表面(mian)改性的(de)(de)重要方(fang)(fang)(fang)法，是(shi)(shi)活(huo)性炭表面(mian)產生氧(yang)(yang)(yang)官(guan)能團的(de)(de)常規方(fang)(fang)(fang)法。原因(yin)是(shi)(shi)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)不僅可以(yi)作(zuo)為(wei)某些(xie)應用的(de)(de)*終官(guan)能化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)，還可以(yi)作(zuo)為(wei)進一步官(guan)能化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)初(chu)步表面(mian)處理。酸(suan)(suan)性基團有(you)利(li)于苯胺催化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)濕空(kong)氣(qi)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)，改善金(jin)屬離子和金(jin)屬物(wu)質從溶(rong)液中的(de)(de)吸附。另一方(fang)(fang)(fang)面(mian)，氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)被認為(wei)是(shi)(shi)錨定(ding)二胺等不同(tong)有(you)機分(fen)子的(de)(de)初(chu)步改性。氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)通常分(fen)為(wei)干濕過程。水蒸氣(qi)、氧(yang)(yang)(yang)氣(qi)、二氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)碳、臭氧(yang)(yang)(yang)等氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氣(qi)體(ti)在高(gao)溫(wen)下氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(> 700°C)濕式氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)液氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑溫(wen)和(20-100℃)在溫(wen)度下進行(xing)測試。硝酸(suan)(suan)鹽(yan)、硫酸(suan)(suan)鹽(yan)、過氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氫和過硫酸(suan)(suan)銨是(shi)(shi)報告中*常見的(de)(de)液體(ti)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑。

　　氧(yang)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)的(de)(de)(de)(de)類(lei)型(xing)、濃度(du)(du)(du)、氧(yang)化(hua)(hua)(hua)時間(jian)和(he)(he)溫(wen)度(du)(du)(du)指定了(le)(le)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)嚴重性(xing)，并確定了(le)(le)對活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)紋理(li)(li)和(he)(he)化(hua)(hua)(hua)學性(xing)質(zhi)的(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)。值得注意的(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)，碳(tan)材料的(de)(de)(de)(de)制備和(he)(he)活(huo)化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)起源(yuan)以(yi)及(ji)影(ying)(ying)響(xiang)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)變(bian)化(hua)(hua)(hua)程度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)歷(li)史(shi)。因此(ci)，報告氧(yang)化(hua)(hua)(hua)影(ying)(ying)響(xiang)的(de)(de)(de)(de)差異是(shi)(shi)合理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)。例如，一些研究(jiu)人(ren)員(yuan)報告說，濕氧(yang)化(hua)(hua)(hua)減少了(le)(le)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)表面積，而另一些報告顯(xian)示了(le)(le)不變(bian)或(huo)增加的(de)(de)(de)(de)表面積。據報道，如果活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)在低溫(wen)下(xia)啟(qi)動，它可以(yi)通(tong)過氧(yang)化(hua)(hua)(hua)結構獲得更嚴重的(de)(de)(de)(de)變(bian)化(hua)(hua)(hua)。與活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)活(huo)化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)高溫(wen)相比，前者(zhe)在氧(yang)化(hua)(hua)(hua)過程中受損(sun)。另一方面，上述參數也(ye)會影(ying)(ying)響(xiang)氧(yang)團(tuan)的(de)(de)(de)(de)類(lei)型(xing)和(he)(he)密(mi)度(du)(du)(du)。研究(jiu)人(ren)員(yuan)報告說，硝酸處理(li)(li)可能(neng)是(shi)(shi)增加羧(suo)基和(he)(he)酚類(lei)基團(tuan)的(de)(de)(de)(de)好方法(fa)。活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)是(shi)(shi)廢椰殼的(de)(de)(de)(de)合適來源(yuan)。本研究(jiu)的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)了(le)(le)解椰殼活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)對硝酸鹽(yan)的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)。

　　為了(le)研究活性(xing)炭(tan)表面的(de)(de)(de)(de)化(hua)學和(he)程(cheng)序(xu)加(jia)熱脫附(fu)(TPD)2720(儀(yi)器(qi))采用化(hua)學吸(xi)(xi)附(fu)。用溫(wen)度(du)程(cheng)序(xu)解吸(xi)(xi)(TPD)。He溫(wen)度(du)梯度(du)的(de)(de)(de)(de)流速分(fen)(fen)別為25 mL min -1和(he)5°C min -1.監(jian)測和(he)記錄裝置的(de)(de)(de)(de)熱電導檢(jian)測器(qi)(TCD)信號以解釋AC表面化(hua)學。在(zai)惰(duo)性(xing)氣體氣氛中加(jia)熱活性(xing)炭(tan)時，氧(yang)官能(neng)團從活性(xing)炭(tan)表面分(fen)(fen)解解吸(xi)(xi)CO 2和(he)CO，大多(duo)數溫(wen)度(du)高達(da)1000℃。分(fen)(fen)解溫(wen)度(du)和(he)吸(xi)(xi)體積分(fen)(fen)別取決于(yu)氧(yang)組的(de)(de)(de)(de)類型和(he)活性(xing)炭(tan)表面的(de)(de)(de)(de)密度(du)。羧基和(he)內(nei)酯分(fen)(fen)別在(zai)較低和(he)較高的(de)(de)(de)(de)溫(wen)度(du)下分(fen)(fen)解CO 二、苯酚、堿、醚(mi)和(he)奎寧起源于(yu)CO，羧酸(suan)酐基團同(tong)時釋放CO和(he)CO 2或(huo)連(lian)續(xu)地(di)。TPD在(zai)某種程(cheng)度(du)上，分(fen)(fen)配溫(wen)度(du)是(shi)不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)。

　　TPD光譜下的(de)(de)曲線(以ABC表(biao)示(shi))面(mian)(mian)積(ji)可用作氧化(hua)指數(shu)。較(jiao)高(gao)的(de)(de)ABC指數(shu)表(biao)示(shi)氧化(hua)程度(du)。該指標如上圖(tu)所示(shi)，ABC硝酸(suan)濃度(du)、時間或溫度(du)的(de)(de)增(zeng)(zeng)加也相應地表(biao)明硝酸(suan)濃度(du)的(de)(de)增(zeng)(zeng)加ABC氧組(zu)的(de)(de)后(hou)的(de)(de)氧組(zu)密度(du)。從表(biao)2和表(biao) 5 從右列可以看出，硝酸(suan)氧化(hua)條件對(dui)活性(xing)炭的(de)(de)結(jie)構(gou)和表(biao)面(mian)(mian)化(hua)學性(xing)質有相同(tong)的(de)(de)影響(xiang)。這一事(shi)實表(biao)明，表(biao)面(mian)(mian)氧基團的(de)(de)增(zeng)(zeng)加和表(biao)面(mian)(mian)積(ji)的(de)(de)減少(shao)可能(neng)是由于同(tong)樣的(de)(de)原(yuan)因。

　　不同條件下的活性炭氧(yang)(yang)(yang)化(hua)硝(xiao)酸(suan)。雖然(ran)表面積(ji)(ji)的增(zeng)加和/或(huo)孔隙體(ti)積(ji)(ji)的硝(xiao)酸(suan)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)已被報道用于交流，但研究表明(ming)，即使在輕度(du)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)中，硝(xiao)酸(suan)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)后活性炭的比表面積(ji)(ji)和孔/微孔體(ti)積(ji)(ji)也會損失。硝(xiao)酸(suan)還(huan)能產生(sheng)大量(liang)的氧(yang)(yang)(yang)官能團，尤其(qi)是(shi)酸(suan)官能團。得到的結果，然(ran)而，表明(ming)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)程度(du)對活性炭的結構(gou)和表面化(hua)學性質的影響，遵(zun)循相同的趨勢(shi)。