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(ti)，它可能(neng)有(you)(you)一(yi)定數量(liang)的(de)不同類型和(he)密度的(de)官能(neng)團。由煤、石(shi)油、焦炭(tan)(tan)、木材、水果石(shi)、椰子殼等制備的(de)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)主要含有(you)(you)氧官能(neng)團。使用富氮聚(ju)合物等活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)前(qian)體(ti)生產的(de)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)有(you)(you)大量(liang)的(de)氮表(biao)面基(ji)團。

　　氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)是活(huo)性(xing)炭(tan)表(biao)面改(gai)性(xing)的(de)(de)(de)重要方法(fa)，是活(huo)性(xing)炭(tan)表(biao)面產(chan)生氧(yang)官能團的(de)(de)(de)常(chang)規(gui)方法(fa)。原因是氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)不(bu)僅可以作為(wei)某些應用的(de)(de)(de)*終(zhong)官能化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)，還可以作為(wei)進一步官能化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)初步表(biao)面處理。酸性(xing)基團有利于苯胺催化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)濕(shi)空氣氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)，改(gai)善(shan)金屬(shu)(shu)離子(zi)和金屬(shu)(shu)物質從溶(rong)液中的(de)(de)(de)吸附。另一方面，氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)被認(ren)為(wei)是錨定二胺等不(bu)同有機(ji)分子(zi)的(de)(de)(de)初步改(gai)性(xing)。氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)通常(chang)分為(wei)干濕(shi)過程。水蒸氣、氧(yang)氣、二氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)碳(tan)、臭氧(yang)等氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氣體在高溫下氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(> 700°C)濕(shi)式氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)液氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)溫和(20-100℃)在溫度下進行(xing)測試。硝酸鹽(yan)、硫(liu)酸鹽(yan)、過氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氫和過硫(liu)酸銨是報告中*常(chang)見的(de)(de)(de)液體氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)。

　　氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)劑的(de)(de)(de)(de)類型(xing)、濃(nong)度(du)、氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)時間和溫度(du)指定(ding)了(le)(le)(le)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)嚴重性(xing)(xing)(xing)，并確(que)定(ding)了(le)(le)(le)對活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)紋理和化(hua)(hua)學性(xing)(xing)(xing)質的(de)(de)(de)(de)影響。值得注意的(de)(de)(de)(de)是(shi)，碳材料(liao)的(de)(de)(de)(de)制(zhi)備和活(huo)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)起(qi)源以及影響活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)變化(hua)(hua)程(cheng)度(du)的(de)(de)(de)(de)歷史。因此，報告(gao)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)影響的(de)(de)(de)(de)差異(yi)是(shi)合(he)理的(de)(de)(de)(de)。例如，一(yi)些研究(jiu)人員報告(gao)說(shuo)，濕氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)減少了(le)(le)(le)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)(de)(de)表(biao)面積，而另一(yi)些報告(gao)顯示了(le)(le)(le)不(bu)變或(huo)增加(jia)的(de)(de)(de)(de)表(biao)面積。據報道，如果(guo)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)在(zai)低溫下啟(qi)動，它可以通過氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)結構獲得更嚴重的(de)(de)(de)(de)變化(hua)(hua)。與活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)活(huo)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)高溫相(xiang)比，前(qian)者在(zai)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)過程(cheng)中(zhong)受損。另一(yi)方面，上述參數也會(hui)影響氧(yang)(yang)(yang)團的(de)(de)(de)(de)類型(xing)和密(mi)度(du)。研究(jiu)人員報告(gao)說(shuo)，硝酸處(chu)理可能是(shi)增加(jia)羧基和酚類基團的(de)(de)(de)(de)好方法(fa)。活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)是(shi)廢椰(ye)殼的(de)(de)(de)(de)合(he)適來源。本(ben)研究(jiu)的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)是(shi)了(le)(le)(le)解椰(ye)殼活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)對硝酸鹽(yan)的(de)(de)(de)(de)作用。

　　為(wei)了研究活性炭(tan)表(biao)面(mian)的(de)化(hua)學和(he)(he)程序加(jia)熱(re)脫(tuo)附(fu)(TPD)2720(儀(yi)器)采用化(hua)學吸(xi)附(fu)。用溫度(du)(du)程序解吸(xi)(TPD)。He溫度(du)(du)梯度(du)(du)的(de)流速分別為(wei)25 mL min -1和(he)(he)5°C min -1.監測(ce)和(he)(he)記錄(lu)裝置的(de)熱(re)電導(dao)檢測(ce)器(TCD)信(xin)號以解釋AC表(biao)面(mian)化(hua)學。在(zai)惰性氣(qi)體氣(qi)氛(fen)中加(jia)熱(re)活性炭(tan)時(shi)，氧(yang)官能團(tuan)從活性炭(tan)表(biao)面(mian)分解解吸(xi)CO 2和(he)(he)CO，大多數溫度(du)(du)高(gao)達1000℃。分解溫度(du)(du)和(he)(he)吸(xi)體積(ji)分別取決于氧(yang)組的(de)類型和(he)(he)活性炭(tan)表(biao)面(mian)的(de)密度(du)(du)。羧基和(he)(he)內酯分別在(zai)較低和(he)(he)較高(gao)的(de)溫度(du)(du)下分解CO 二、苯酚、堿、醚和(he)(he)奎寧起源(yuan)于CO，羧酸酐基團(tuan)同時(shi)釋放CO和(he)(he)CO 2或連續地。TPD在(zai)某種(zhong)程度(du)(du)上，分配溫度(du)(du)是不同的(de)。

　　TPD光(guang)譜下(xia)的(de)(de)曲線(xian)(以(yi)ABC表(biao)(biao)(biao)(biao)示(shi)(shi))面(mian)(mian)積(ji)可用作氧(yang)化(hua)指數。較高的(de)(de)ABC指數表(biao)(biao)(biao)(biao)示(shi)(shi)氧(yang)化(hua)程度。該指標(biao)如上圖(tu)所示(shi)(shi)，ABC硝酸濃(nong)度、時間或溫度的(de)(de)增(zeng)加也相應地表(biao)(biao)(biao)(biao)明(ming)硝酸濃(nong)度的(de)(de)增(zeng)加ABC氧(yang)組的(de)(de)后(hou)的(de)(de)氧(yang)組密度。從表(biao)(biao)(biao)(biao)2和(he)表(biao)(biao)(biao)(biao) 5 從右列可以(yi)看出，硝酸氧(yang)化(hua)條件對活(huo)性炭(tan)的(de)(de)結構和(he)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)化(hua)學性質有相同(tong)的(de)(de)影響。這一事實表(biao)(biao)(biao)(biao)明(ming)，表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)氧(yang)基團的(de)(de)增(zeng)加和(he)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)積(ji)的(de)(de)減少(shao)可能是(shi)由于(yu)同(tong)樣的(de)(de)原因。

　　不同條件(jian)下的(de)(de)(de)(de)活(huo)(huo)性(xing)炭氧(yang)(yang)化硝(xiao)(xiao)酸(suan)(suan)。雖(sui)然(ran)(ran)表面(mian)積(ji)的(de)(de)(de)(de)增(zeng)加和/或(huo)孔(kong)隙體積(ji)的(de)(de)(de)(de)硝(xiao)(xiao)酸(suan)(suan)氧(yang)(yang)化已(yi)被報(bao)道用(yong)于交流，但研究表明(ming)，即使在(zai)輕度氧(yang)(yang)化中，硝(xiao)(xiao)酸(suan)(suan)氧(yang)(yang)化后活(huo)(huo)性(xing)炭的(de)(de)(de)(de)比表面(mian)積(ji)和孔(kong)/微孔(kong)體積(ji)也(ye)會(hui)損失。硝(xiao)(xiao)酸(suan)(suan)還能產(chan)生大(da)量的(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)官能團，尤其是酸(suan)(suan)官能團。得到的(de)(de)(de)(de)結果，然(ran)(ran)而，表明(ming)氧(yang)(yang)化程(cheng)度對活(huo)(huo)性(xing)炭的(de)(de)(de)(de)結構(gou)和表面(mian)化學性(xing)質的(de)(de)(de)(de)影(ying)響，遵循相同的(de)(de)(de)(de)趨勢(shi)。