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通过硝酸研究活性炭特性的变化
文章编辑:优德88官方网站网络部 更新时间:2017-6-14 11:22:18

  根据活性炭的前体,它可能具有不同类型和密度的一定量的官能团。从煤,石油,焦炭,木材,水果石,椰壳等制备的活性炭主要含氧官能团。使用诸如富氮聚合物的活性炭前体,所生产的活性炭具有相当大量的氮表面基团。

  作为在活性炭表面上产生氧官能团的常规方法的氧化可被认为是活性炭表面改性的重要方法。原因在于,不仅可以将氧化用作一些应用的最终官能化,而且还可以将其用作进一步官能化的初步表面处理。作为前一种情况的例子,酸性基团有利于苯胺的催化湿空气氧化,并改善金属离子和金属物质从溶液中的吸附。另一方面,在锚定不同的有机分子如二胺的情况下和氨基硅烷,氧化被认为是作为一个初步改性。氧化通常分为干和湿过程。在干燥的氧化,氧化性气体如水蒸气、氧气、二氧化碳、臭氧在高温(> 700°C)使用,而湿式氧化的液体氧化剂在温和(20-100℃)的温度下进行测试。有各种各样的液体氧化剂,但报告中最常见的是硝酸、硫酸、过氧化氢和过硫酸铵。

  

通过硝酸研究活性炭特性的变化

 

  氧化剂的类型,其浓度和氧化时间和温度指定氧化的严重性,并确定对活性炭纹理和化学性质的影响。值得注意的是,炭材料的制备和活化的起源和历史影响活性炭的变化程度。因此,报告氧化影响的差异结果是合理的。例如,一些研究人员报道,湿氧化减少了活性炭的表面积,而另一些报告显示不变或增加的表面积。据报道,如果活性炭在低温启动时,它可以通过氧化结构得到更多的严重变化,相比于活性炭活化的高温,因为前者是在氧化时受到破坏。另一方面,上述参数,也影响所产生的氧团的类型和密度。研究人员报道,硝酸处理可能是增加羧基和酚类基团的好方法。作为废弃椰壳为材料的活性炭是合适来源。了解椰壳活性炭对硝酸的作用是本研究的目的。

  为了研究活性炭表面的化学、程序升温脱附(TPD)是利用化学吸附2720(仪)。采用温度程序解吸(TPD)。He和温度梯度的流速分别为25 mL min -1和5°C min -1,监测和记录装置的热电导检测器(TCD)信号以说明AC表面化学。当在惰性气体气氛下加热活性炭时,氧官能团从活性炭表面分解并解吸,作为CO 2和CO,大部分温度高达100℃。分解温度和解吸体积分别取决于氧组的类型及其在活性炭表面上的密度。羧基和内酯分别在较低和较高温度下分解为CO 2,而苯酚,羰基,醚和奎宁起源于CO,羧酸酐基团同时释放CO和CO 2或连续地。TPD分配温度在某种程度上是不同的。

  TPD光谱下面的曲线(以ABC表示)的面积可以用作氧化指数。较高的ABC指数表示氧化程度。该指标如上图所示,ABC的增加百分比和氧化程度也相应地显示:硝酸浓度,时间或温度的增加增加了ABC的量和随后的氧组密度。从表2和表 5 的右列可以看出,硝酸氧化条件对活性炭的结构和表面化学性质有相同的影响。这个事实表明,表面氧基团的增加和表面积的减少可能是由于同样的原因而发生的。

  活性炭氧化硝酸在不同条件下的。虽然表面面积的增加和/或孔隙体积的硝酸氧化后已被报道用于交流的几种类型,这项研究表明,用硝酸氧化后活性炭的比表面积和孔/微孔容积损失,即使在轻度氧化。硝酸还可以生成大量的氧官能团,特别是酸性官能团。得到的结果,然而,表明氧化程度对活性炭的结构和表面化学性质的影响,遵循相同的趋势。

文章标签:椰壳活性炭,果壳活性炭,煤质活性炭,木质活性炭,蜂窝活性炭,净水活性炭.

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