通過硝酸研究活性炭特性的變化

　　根據(ju)活性(xing)炭(tan)(tan)的(de)前體(ti)，它(ta)可能有(you)一定數量的(de)不同類型和密度的(de)官能團(tuan)(tuan)。由煤(mei)、石(shi)油(you)、焦炭(tan)(tan)、木材、水(shui)果石(shi)、椰子殼等制備的(de)活性(xing)炭(tan)(tan)主要含有(you)氧(yang)官能團(tuan)(tuan)。使(shi)用富氮聚合物等活性(xing)炭(tan)(tan)前體(ti)生(sheng)產的(de)活性(xing)炭(tan)(tan)有(you)大量的(de)氮表面(mian)基團(tuan)(tuan)。

　　氧(yang)(yang)化是(shi)(shi)活(huo)性炭表(biao)面(mian)(mian)改(gai)性的(de)(de)重(zhong)要方法，是(shi)(shi)活(huo)性炭表(biao)面(mian)(mian)產(chan)生氧(yang)(yang)官能(neng)團的(de)(de)常規方法。原因是(shi)(shi)氧(yang)(yang)化不(bu)僅可以作為(wei)某些應(ying)用(yong)的(de)(de)*終官能(neng)化，還可以作為(wei)進一(yi)步(bu)官能(neng)化的(de)(de)初步(bu)表(biao)面(mian)(mian)處理。酸(suan)(suan)性基團有利于苯胺催(cui)化濕(shi)空氣(qi)(qi)氧(yang)(yang)化，改(gai)善金(jin)屬離子和金(jin)屬物質從溶液(ye)中(zhong)的(de)(de)吸附。另一(yi)方面(mian)(mian)，氧(yang)(yang)化被認為(wei)是(shi)(shi)錨定二胺等(deng)不(bu)同有機分(fen)子的(de)(de)初步(bu)改(gai)性。氧(yang)(yang)化通常分(fen)為(wei)干濕(shi)過程。水蒸氣(qi)(qi)、氧(yang)(yang)氣(qi)(qi)、二氧(yang)(yang)化碳、臭氧(yang)(yang)等(deng)氧(yang)(yang)化氣(qi)(qi)體在高溫(wen)(wen)下氧(yang)(yang)化(> 700°C)濕(shi)式氧(yang)(yang)化液(ye)氧(yang)(yang)化劑溫(wen)(wen)和(20-100℃)在溫(wen)(wen)度下進行測(ce)試。硝酸(suan)(suan)鹽(yan)、硫(liu)酸(suan)(suan)鹽(yan)、過氧(yang)(yang)化氫和過硫(liu)酸(suan)(suan)銨(an)是(shi)(shi)報告中(zhong)*常見的(de)(de)液(ye)體氧(yang)(yang)化劑。

　　氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)劑的(de)(de)(de)類型、濃(nong)度、氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)時間和(he)(he)(he)溫度指定(ding)了氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)嚴重性(xing)(xing)(xing)(xing)，并(bing)確定(ding)了對活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)紋(wen)理和(he)(he)(he)化(hua)(hua)(hua)學性(xing)(xing)(xing)(xing)質(zhi)的(de)(de)(de)影響(xiang)。值(zhi)得注意的(de)(de)(de)是(shi)，碳材(cai)料的(de)(de)(de)制備和(he)(he)(he)活(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)起(qi)源(yuan)以及影響(xiang)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)變化(hua)(hua)(hua)程度的(de)(de)(de)歷史。因此，報告氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)影響(xiang)的(de)(de)(de)差異是(shi)合(he)理的(de)(de)(de)。例(li)如，一些(xie)研(yan)究人員(yuan)報告說(shuo)，濕氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)減(jian)少了活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)(de)表面積，而另一些(xie)報告顯示了不變或(huo)增加的(de)(de)(de)表面積。據報道，如果活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)在(zai)低溫下啟動，它可以通過氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)結構獲得更嚴重的(de)(de)(de)變化(hua)(hua)(hua)。與活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)活(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)高溫相比，前者(zhe)在(zai)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)過程中(zhong)受損。另一方(fang)面，上述參(can)數也會影響(xiang)氧(yang)(yang)團的(de)(de)(de)類型和(he)(he)(he)密度。研(yan)究人員(yuan)報告說(shuo)，硝(xiao)酸(suan)處(chu)理可能是(shi)增加羧基(ji)(ji)和(he)(he)(he)酚類基(ji)(ji)團的(de)(de)(de)好(hao)方(fang)法。活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)是(shi)廢椰殼的(de)(de)(de)合(he)適來源(yuan)。本研(yan)究的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)是(shi)了解椰殼活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)對硝(xiao)酸(suan)鹽的(de)(de)(de)作用。

　　為(wei)(wei)了研究活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)表(biao)面(mian)的(de)(de)(de)(de)化學(xue)和(he)(he)程(cheng)序(xu)加熱(re)脫附(fu)(TPD)2720(儀器(qi))采用化學(xue)吸(xi)附(fu)。用溫(wen)度(du)(du)程(cheng)序(xu)解(jie)(jie)吸(xi)(TPD)。He溫(wen)度(du)(du)梯度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)流速分(fen)(fen)別(bie)為(wei)(wei)25 mL min -1和(he)(he)5°C min -1.監測和(he)(he)記錄裝置的(de)(de)(de)(de)熱(re)電導檢(jian)測器(qi)(TCD)信號以解(jie)(jie)釋(shi)AC表(biao)面(mian)化學(xue)。在惰(duo)性(xing)氣體(ti)氣氛中加熱(re)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)時，氧官能團(tuan)從活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)表(biao)面(mian)分(fen)(fen)解(jie)(jie)解(jie)(jie)吸(xi)CO 2和(he)(he)CO，大多數溫(wen)度(du)(du)高達1000℃。分(fen)(fen)解(jie)(jie)溫(wen)度(du)(du)和(he)(he)吸(xi)體(ti)積分(fen)(fen)別(bie)取(qu)決于(yu)氧組的(de)(de)(de)(de)類型和(he)(he)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)表(biao)面(mian)的(de)(de)(de)(de)密度(du)(du)。羧基和(he)(he)內酯分(fen)(fen)別(bie)在較(jiao)低和(he)(he)較(jiao)高的(de)(de)(de)(de)溫(wen)度(du)(du)下分(fen)(fen)解(jie)(jie)CO 二、苯(ben)酚(fen)、堿(jian)、醚和(he)(he)奎寧起源于(yu)CO，羧酸(suan)酐基團(tuan)同時釋(shi)放(fang)CO和(he)(he)CO 2或連續地。TPD在某(mou)種程(cheng)度(du)(du)上，分(fen)(fen)配溫(wen)度(du)(du)是(shi)不(bu)同的(de)(de)(de)(de)。

　　TPD光譜下的(de)(de)曲線(xian)(以(yi)ABC表(biao)(biao)(biao)(biao)示(shi))面積(ji)可(ke)用作氧(yang)(yang)化(hua)(hua)指數。較高的(de)(de)ABC指數表(biao)(biao)(biao)(biao)示(shi)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)程度(du)。該指標(biao)如上圖所示(shi)，ABC硝(xiao)酸濃度(du)、時間(jian)或溫度(du)的(de)(de)增(zeng)加(jia)也相應地表(biao)(biao)(biao)(biao)明硝(xiao)酸濃度(du)的(de)(de)增(zeng)加(jia)ABC氧(yang)(yang)組(zu)的(de)(de)后的(de)(de)氧(yang)(yang)組(zu)密度(du)。從表(biao)(biao)(biao)(biao)2和表(biao)(biao)(biao)(biao) 5 從右列(lie)可(ke)以(yi)看(kan)出，硝(xiao)酸氧(yang)(yang)化(hua)(hua)條件(jian)對活性(xing)炭的(de)(de)結構和表(biao)(biao)(biao)(biao)面化(hua)(hua)學(xue)性(xing)質有相同(tong)(tong)的(de)(de)影響。這一事實(shi)表(biao)(biao)(biao)(biao)明，表(biao)(biao)(biao)(biao)面氧(yang)(yang)基團的(de)(de)增(zeng)加(jia)和表(biao)(biao)(biao)(biao)面積(ji)的(de)(de)減少(shao)可(ke)能是(shi)由于(yu)同(tong)(tong)樣的(de)(de)原(yuan)因。

　　不同條件(jian)下的活性炭氧(yang)化硝(xiao)(xiao)酸。雖(sui)然(ran)表(biao)(biao)面(mian)積的增加(jia)和/或孔(kong)隙體積的硝(xiao)(xiao)酸氧(yang)化已被報道(dao)用于交(jiao)流，但(dan)研(yan)究表(biao)(biao)明，即(ji)使在輕(qing)度氧(yang)化中，硝(xiao)(xiao)酸氧(yang)化后(hou)活性炭的比表(biao)(biao)面(mian)積和孔(kong)/微孔(kong)體積也會損失。硝(xiao)(xiao)酸還能(neng)產生大量的氧(yang)官(guan)能(neng)團(tuan)(tuan)，尤其是酸官(guan)能(neng)團(tuan)(tuan)。得到的結(jie)果，然(ran)而，表(biao)(biao)明氧(yang)化程度對活性炭的結(jie)構和表(biao)(biao)面(mian)化學性質(zhi)的影響，遵循相同的趨勢。