粉状活性炭如何进行表面改性以提高性能？粉状活性炭生产厂家
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1.活性炭的表面化学性质
在使用活性炭或活性炭作为催化剂载体的液相吸附过程中，不仅碳表面的化学性质对吸附性能有很大影响，而且活性炭的化学性质对吸附性能也有很大影响。但是，关于活性炭的表面化学的报道越来越多。
活性炭的吸附性能不仅取决于孔结构，还取决于决定活性炭化学吸附的表面化学性质。化学性质主要取决于表面，表面杂原子和化合物上化学官能团的类型和数量。不同的表面官能团，杂原子和化合物在不同被吸附物的吸附上具有明显差异。因此，化学修饰活性炭的表面化学结构以使吸附更具选择性非常重要。
活性炭的表面官能团通常分为含氧官能团和含氮官能团，并且含氧官能团主要包括羧基，酚羟基，羰基，内酯基和环状过氧基。含氮官能团可以以两种类型存在：酰胺基和邻苯二甲酸酯。 Iminogi，内酰胺基，吡咯基型嘧啶等
表面官能团是活性炭的活性中心，直接决定活性炭表面的各种化学性质。然而，表面官能团的各种性质与原料和活化方法直接相关。只要原料或活化方法得到改善，活性炭的性能就会发生变化。
2.1表面氧化改性。
技术人员使用强氧化剂在特定温度环境下处理活性炭，以确保活性炭表面上存在更多的氧酸基团，使表面更具极性，并降低了零点pH。在实际应用中，已经发现活性炭的表面极性越强，吸附越好。
在此阶段，用于活性炭的表面氧化改性的原材料很多，其中*常见的是HNO3，H2O2和HClO。学者在实验研究中使用HNO3。研究表明，用HNO3处理活性炭表面后，吸附性能得到了进一步改善，尤其是对于三卤甲烷。一些学者使用HNO3，HClO和其他两种原料进行了实验，测试表明，使用HNO3处理活性炭表面不仅增加了酸性基团的数量，而且还显着破坏了活性炭表面的微孔结构。切碎。用HClO在活性炭表面上进行测试的结果是，氧基团的数量增加，但是微孔结构没有明显改变，比表面积也没有明显改变。
另外，许多学者使用了不同的方法并获得了相应的数据来校正活性炭的表面氧化。
2.2表面还原校正
测试技术人员使用还原剂在特定温度环境下执行表面还原校正测试。如果测试成功，则活性炭表面显然会吸附到非极性材料上。这主要是使用还原剂来增加活性炭表面上的碱性基团的数量，并且碱性越高，活性炭表面的非极性越强，因此活性炭的表面具有非极性特性。该物质更敏感。
一位学者对H2进行了实验，发现使用H2后，活性炭表面的氧酸性官能团数量减少，从而产生了CO2，CO等物质。这些物质与活性炭的表面分离，导致含氧酸官能团的数量显着减少，同时增加了碱性官能团的数量。一些学者使用氨水和苯胺还原剂进行了实验研究，研究表明，用这两种还原剂对活性炭表面进行改性后，表面上负性基团的非极性吸附能力得到了极大的提高。这主要是因为氨和苯胺是可以与活性炭发生化学反应的极性物质。加热后，表面的孔半径增大，从而使离子进入孔中以增加表面电负性并改善活性炭表面。无极性吸附能力强。
2.3表面酸碱改性
目前，在使用活性炭的过程中，种类少，技术水平低，实用的功能性活性炭少，但经过酸碱改性后，可以有效解决上述问题。
当前，技术实验人员使用的许多酸碱改性剂包括HNO3，H2O2，HClO和柠檬酸。一位学者决定使用两种酸碱改性剂，即HNO3和NaOH以及NaCl的混合物。经过两次表面酸碱重整后，活性炭的表面吸附速率提高，吸附容量也提高。
2.4表面等离子体改性
在传统活性炭表面上引入碱性官能团主要是通过氨浸渍和高温脱氧。*近的研究表明，在通过氧氮等离子体和CF4等离子体改性的活性炭表面上引入氧，氮和氟官能团，在某些特殊应用中显示出良好的效果。
一些学者已经使用低压O2/N2等离子体对商用煤基活性炭的表面进行了改性。研究表明，活性炭被P-O2转化，并向碳表面引入了大量的含氧官能团。经P-N2改性的活性炭为：随着活性炭的表面改性强度的提高，表面含氧的酸性官能团逐渐减少，而含氮的官能团逐渐增加，从而获得了富含硝基，胺和酰胺基的活性炭。另外，当以相同的功率改性P-O2时，活性炭的点火损失率高于P-N2改性的点火损失率，并且随着P-O2改性过程中等离子体产生功率的增加，活性炭的点火损失率增加。在-N 2重整过程中，活性炭燃烧速率随着等离子体产生功率的变化而达到峰值。在低功率范围内，它随着功率的增加而增加;在高功率范围内，它随着功率的进一步增加而减小。
一些学者对活性炭纤维进行了远程等离子体表面改性研究，发现在远程等离子体中，电子离子对样品的蚀刻作用具有抵抗力。活性碳纤维经过远程等离子体表面改性后，在表面上含有氧官能团。当增加时，基础染料结晶紫的吸附性能得到改善。从出料区到边远区40cm，当出料时间，出力和出料压力恒定时，经过P-N2处理的活性炭纤维的吸附能力明显提高，而在边远区40cm处，活性炭纤维的吸附力基本稳定。当放电压力，放电功率，长距离距离固定时，在活性炭纤维的表面上会产生更多的自由基，随着放电时间的增加，表面酸度增加，碱性染料结晶紫的吸附增加。能力提高。
活性炭HNO 3 处理(C / HNO 3)
将活性炭(20g 930m 2 / g)用100ml浓HNO 3在回流下处理2,4,8,16 或38小时。回流后，过滤得到的物质，用热蒸馏水充分洗涤，直到清洗水的pH值约为7.将碳在60℃下真空干燥24小时。
活性炭与亚硫酰氯的反应(C / HNO 3 / SOCl 2)
将经HNO 3 处理的活性炭(0.80g)在80℃下真空干燥以除去可干扰反应的水和其它物质。反应用5ml苯和5ml SOCl 2回流24小时。将混合物在旋转蒸发器中干燥并用苯充分洗涤以除去残留的SOCl 2。
活性炭与乙二胺(EDT，HSCH 2 CH 2 SH)或1,7-二巯基-4-硫代庚烷(DMTH，HSCH 2 CH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 CH 2SH)
用SOCl 2处理后，使材料C / HNO 3 / SOCl 2(0.80g)与9mmol 1,2-乙二醇或1,7-二巯基-4-硫代庚烷在5ml氯仿中回流48小时。产物用CHCl 3充分洗涤并通过离心分离。
活性炭与EDAH 2 NCH 2 CH 2 NH 2)或三乙基四胺(H 2 NCH 2 CH 2 NHCH 2 CH 2 NHCH 2 CH 2 NH 2)
用SOCl 2处理后，使材料(0.80g)与胺(2.6ml)在6ml氯仿中回流48小时。产物用CHCl 3充分洗涤并离心分离。
热失重分析在N 2下进行或以10℃/ min的加热速率进行气流。使用KBr在FTIR Mattson仪器中获得红外光谱分析。BET表面积在设备中获得，活性炭样品在200℃真空下处理3小时。
温度程序分解与质谱联用(TPDMS)
TPDMS实验在HP 5989 II质谱仪中使用5mg样品在装有加热系统的直接探针中进行，所述加热系统插入到MS室中(P = 6.10 -6 Torr)。将探头以5℃/分钟的速度加热至275℃，并通过质谱仪分析所有挥发性分解产物。
用NaOH 对活性炭C / HNO 3进行电位滴定
将悬浮于25ml蒸馏水中的碳(0.1g)用0.02M NaOH溶液连续搅拌滴定。滴定在氮气气氛下进行，以避免CO的干扰2从空气中。以0.5ml的间隔逐步加入NaOH溶液5-10分钟以使反应进行并使pH稳定。
活性炭可以通过表面化学改性来定制，以产生具有独特性质的材料并用于特定的应用。这些修改可以通过关键表面中间体：-COOH进行。含有-COOH基团的活性炭显示出优异的阳离子交换性能，并可用作水中金属污染物的吸附剂。这些-COOH 团体可以转化为-COCl，这是一个非常活跃和多功能的组别，用于将其他分子接枝到活性炭表面上。从这个酰氯中间体出来几个S和N分子，例如HSR和HNR 2，可以很容易地绑定到活性炭表面。这些S和N官能化的活性炭显示出作为金属吸附剂的巨大潜力，如今严重环境问题的重金属得到了活性炭的治理。
活性炭的表面结构特征和表面化学性质是影响活性炭吸附性能的重要因素。对活性炭进行表面氧化改性，会导致活性炭的表面结构特征和表面化学性质发生较明显的变化，主要体现在比表面积和孔容积有不同程度的降低；活性炭表面生成大量的含氧官能团；对金属离子的吸附能力增强，对有机物的吸附性能根据具体物质和改性条件的不同而变化。因此，在总结以上国内外研究成果的基础上，对活性炭进行有针对性的氧化改性，可以有针对性的改变活性炭对某些物质的吸附性能。
通过对国内外在该领域的研究现状来看，以下问题需要进一步开展研究：①表面氧化改性前后活性炭对金属离子和有机物的吸附机制仍然是一种设想，还需要在今后的研究中加以进一步的完善；②由于实际应用中的活性炭多处于多种有机物共存的竞争性吸附条件下，而目前试验中，大多研究的是对单一有机物的吸附问题，因此，活性炭对多种吸附质共同存在情况下的竞争吸附及其机制需要深入研究；③目前，所开展的表面氧化改性活性炭吸附性能的研究仍处在实验室的小试阶段，因此，还需要进一步开展扩大试验甚至中试和实际生产试验的研究，对表面氧化改性活性炭在实际生产中的性能进行分析。
总体而言，活性炭的表面氧化改性技术为活性炭的应用提供了新的思路，在对现有研究加以完善的基础上，该技术可望得到更广泛的应用。