通過硝酸研究活性炭特性的變化

　　根據活(huo)性炭(tan)(tan)的(de)前體(ti)，它(ta)可(ke)能有一(yi)定數量(liang)的(de)不(bu)同類型和密度(du)的(de)官能團。由(you)煤、石(shi)油、焦炭(tan)(tan)、木材、水果石(shi)、椰子殼等制備的(de)活(huo)性炭(tan)(tan)主(zhu)要含(han)有氧官能團。使用富氮聚合物等活(huo)性炭(tan)(tan)前體(ti)生產的(de)活(huo)性炭(tan)(tan)有大(da)量(liang)的(de)氮表面基團。

　　氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)是活(huo)性(xing)炭(tan)表(biao)面(mian)(mian)改(gai)性(xing)的(de)重要方(fang)法，是活(huo)性(xing)炭(tan)表(biao)面(mian)(mian)產生(sheng)氧(yang)(yang)(yang)官能(neng)團的(de)常規方(fang)法。原因是氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)不僅可以作為(wei)某些應(ying)用的(de)*終官能(neng)化(hua)(hua)(hua)，還(huan)可以作為(wei)進一步(bu)官能(neng)化(hua)(hua)(hua)的(de)初(chu)步(bu)表(biao)面(mian)(mian)處理。酸(suan)性(xing)基團有利于(yu)苯胺(an)催化(hua)(hua)(hua)濕空氣(qi)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)，改(gai)善金屬(shu)離子和(he)金屬(shu)物(wu)質從溶液(ye)中的(de)吸附。另一方(fang)面(mian)(mian)，氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)被(bei)認為(wei)是錨定二胺(an)等不同有機(ji)分(fen)子的(de)初(chu)步(bu)改(gai)性(xing)。氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)通(tong)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)碳、臭氧(yang)(yang)(yang)等氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)氣(qi)體(ti)在高溫下(xia)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(> 700°C)濕式(shi)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)液(ye)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)溫和(he)(20-100℃)在溫度(du)下(xia)進行測(ce)試。硝酸(suan)鹽、硫酸(suan)鹽、過氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)氫和(he)過硫酸(suan)銨是報告中*常見的(de)液(ye)體(ti)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)。

　　氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑的(de)(de)(de)(de)類型、濃(nong)度、氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)時間和(he)溫度指定了(le)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)嚴(yan)重(zhong)性(xing)(xing)，并確定了(le)對(dui)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)紋(wen)理(li)和(he)化(hua)(hua)(hua)(hua)學性(xing)(xing)質(zhi)的(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)。值得注意的(de)(de)(de)(de)是，碳材料(liao)的(de)(de)(de)(de)制備和(he)活(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)起源以及影(ying)響(xiang)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)變(bian)化(hua)(hua)(hua)(hua)程(cheng)度的(de)(de)(de)(de)歷史。因此，報告氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)影(ying)響(xiang)的(de)(de)(de)(de)差異(yi)是合理(li)的(de)(de)(de)(de)。例如，一(yi)(yi)些研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)人員報告說(shuo)，濕氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)減少了(le)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)(de)(de)表面(mian)積，而另一(yi)(yi)些報告顯示了(le)不變(bian)或增加(jia)的(de)(de)(de)(de)表面(mian)積。據報道，如果(guo)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)在低溫下(xia)啟(qi)動，它可以通過(guo)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)結(jie)構(gou)獲得更嚴(yan)重(zhong)的(de)(de)(de)(de)變(bian)化(hua)(hua)(hua)(hua)。與活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)活(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)高溫相比，前者在氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)中受損。另一(yi)(yi)方(fang)面(mian)，上述參(can)數(shu)也會(hui)影(ying)響(xiang)氧(yang)團(tuan)的(de)(de)(de)(de)類型和(he)密(mi)度。研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)人員報告說(shuo)，硝(xiao)酸處理(li)可能是增加(jia)羧基和(he)酚類基團(tuan)的(de)(de)(de)(de)好方(fang)法。活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)是廢椰(ye)殼的(de)(de)(de)(de)合適來源。本研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)是了(le)解椰(ye)殼活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)對(dui)硝(xiao)酸鹽的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用。

　　為了研究活性炭表面的(de)(de)化(hua)學和(he)(he)程序加熱脫附(TPD)2720(儀(yi)器)采用(yong)化(hua)學吸(xi)(xi)附。用(yong)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)(du)(du)程序解(jie)吸(xi)(xi)(TPD)。He溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)(du)(du)梯(ti)度(du)(du)(du)(du)(du)(du)(du)的(de)(de)流速分(fen)別(bie)為25 mL min -1和(he)(he)5°C min -1.監測(ce)和(he)(he)記錄裝(zhuang)置的(de)(de)熱電導檢測(ce)器(TCD)信號以解(jie)釋AC表面化(hua)學。在(zai)惰性氣體(ti)氣氛中加熱活性炭時，氧(yang)官(guan)能團(tuan)(tuan)從活性炭表面分(fen)解(jie)解(jie)吸(xi)(xi)CO 2和(he)(he)CO，大多(duo)數溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)(du)(du)高達1000℃。分(fen)解(jie)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)(du)(du)和(he)(he)吸(xi)(xi)體(ti)積分(fen)別(bie)取決于(yu)氧(yang)組的(de)(de)類(lei)型和(he)(he)活性炭表面的(de)(de)密(mi)度(du)(du)(du)(du)(du)(du)(du)。羧基和(he)(he)內酯分(fen)別(bie)在(zai)較低和(he)(he)較高的(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)(du)(du)下分(fen)解(jie)CO 二、苯(ben)酚(fen)、堿、醚和(he)(he)奎寧(ning)起(qi)源(yuan)于(yu)CO，羧酸(suan)酐基團(tuan)(tuan)同時釋放CO和(he)(he)CO 2或連續地。TPD在(zai)某(mou)種程度(du)(du)(du)(du)(du)(du)(du)上，分(fen)配(pei)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)(du)(du)是不同的(de)(de)。

　　TPD光譜下的(de)(de)曲線(xian)(以ABC表(biao)(biao)(biao)示(shi))面(mian)(mian)積(ji)可用作氧(yang)化指數。較高的(de)(de)ABC指數表(biao)(biao)(biao)示(shi)氧(yang)化程度。該指標(biao)如上圖所(suo)示(shi)，ABC硝(xiao)酸濃度、時間或溫(wen)度的(de)(de)增加也相(xiang)(xiang)應地表(biao)(biao)(biao)明硝(xiao)酸濃度的(de)(de)增加ABC氧(yang)組的(de)(de)后的(de)(de)氧(yang)組密度。從表(biao)(biao)(biao)2和表(biao)(biao)(biao) 5 從右列可以看(kan)出，硝(xiao)酸氧(yang)化條件對活性炭的(de)(de)結構(gou)和表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)化學性質有相(xiang)(xiang)同的(de)(de)影響。這一事實(shi)表(biao)(biao)(biao)明，表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)氧(yang)基團的(de)(de)增加和表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)積(ji)的(de)(de)減(jian)少可能是由于同樣的(de)(de)原因。

　　不(bu)同(tong)條件下的(de)(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)炭氧(yang)化硝酸(suan)。雖然表(biao)面(mian)(mian)積(ji)的(de)(de)(de)增加和(he)/或(huo)孔隙體積(ji)的(de)(de)(de)硝酸(suan)氧(yang)化已被報道用于交流，但研究(jiu)表(biao)明(ming)，即使(shi)在輕度(du)(du)氧(yang)化中，硝酸(suan)氧(yang)化后活(huo)性(xing)(xing)炭的(de)(de)(de)比表(biao)面(mian)(mian)積(ji)和(he)孔/微孔體積(ji)也會(hui)損失。硝酸(suan)還能(neng)產(chan)生大量的(de)(de)(de)氧(yang)官(guan)能(neng)團(tuan)，尤其是酸(suan)官(guan)能(neng)團(tuan)。得到的(de)(de)(de)結果(guo)，然而(er)，表(biao)明(ming)氧(yang)化程度(du)(du)對(dui)活(huo)性(xing)(xing)炭的(de)(de)(de)結構和(he)表(biao)面(mian)(mian)化學性(xing)(xing)質的(de)(de)(de)影響(xiang)，遵循相同(tong)的(de)(de)(de)趨(qu)勢。