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活性炭表面的化学性质对氨的吸附有重要影响

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活性炭表面的化学性质对氨的吸附有重要影响

发布日期:2018-06-21 作者: 点击:

    活性炭表面的化学性质对氨的吸附有重要影响,在低氨浓度下,活性炭的吸附率极大地受到羧基类基团的存在的青睐。根据等温线的形状,可以推断吸附过程通常对于活性炭而言是不同的并且取决于可用的不同类型的位点。因此,羧基类基团在低氨浓度时大大增强氨吸附,但在高氨浓度下,所有活性炭增加它们的吸附。活性炭在两种不同平衡浓度下的吸附能力表明,在500ppm的氨下,吸附增加而在2400ppm处。因此,活性炭的吸附能力不仅取决于其化学特性,还取决于吸附物浓度。在低氨浓度下,人们可以观察到,随着羧基和内酯类基团的总量增加,除一些特别活化的活性炭之外,吸附的氨的量增加。这种碳的异常趋势可归因于在低浓度下不增强氨吸附但提供碳的酸性特征的硝基的存在。柱状活性炭厂家所有的吸附等温线表明,随着氨浓度的增加,其对活性炭的吸附也增加。这可以被解释为通过氢键形成的氨吸附,它在高氨浓度时增强或至少在足够高时与介质的水分子竞争。这个观察导致我们建议,羧酸和内酯等基团在低氨浓度发挥在吸附过程中起重要作用是他们将通过酸-碱相互作用,但在较高浓度保持氨(≥1000 ppm)的氨与水竞争与还存在于活性炭表面上的其他含氧基团或电子供体位点形成氢键。


  活性炭可以使用轻度空气氧化,H2O2或HNO 3溶液进行化学改性。改性活性炭在水溶液中表现出酸性行为。用HNO 3处理的活性炭导致更大的酸度和长的反应时间增加硝基的形成。干燥过程影响氧化的活性炭,因此烘箱干燥有利于羧基类基团的稳定,而真空干燥引起这些基团的部分消除和少量增加的内酯和酚类基团。


  在相同的实验条件下,H2O2是比HNO 3更强的氧化剂,因为它具有较低的选择性,产生少量羧酸和内酯类基团并有利于碱性基团的稳定。观察到的小幅下降可归因于与氧化有关的孔隙损失,其导致由于CO 2消除而造成一些多孔破坏。通常,所有活性炭吸附氨,羧酸和内酯类基团的含量越高,活性炭的吸附能力越好。碱性基团的存在并不能提高低浓度下的吸附。

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