酸碱改性活性炭物化性质变化研究
活性炭的性质及溶液pH的影响

活性炭的性质及溶液pH的影响一、吸附质(溶质或污染物)的性质同一种活性炭对于不同污染物的吸附能力有很大差别。
1、溶解度对同一族物质的溶解度随链的加长而降低,而吸附容量随同系物的系列上升或分子量的增大而增加。
溶解度越小,越易吸附。
如活性炭从水中吸附有机酸的次序是按甲酸--乙酸--丙酸--丁酸而增加。
2、吸附制裁(溶质)吸附质的浓度在一定范围时,随着浓度增高,吸附容量增大。
因此吸附质(溶质)的浓度变化,活性炭对该种吸附质(溶质)的吸附容量也变化。
3、极性活性炭基本可以看成是一种非极性的吸附剂,对水中非极性物质的吸附能力大于极性物质。
4、分子构造吸附质分子的大小和化学结构对吸附也有较大的影响。
因为吸附速度受内扩散速度的影响,吸附质(溶质)分子的大小与活性炭孔径大小成一定比例,最利于吸附。
在同系物中,分子大的较分子小的易吸附。
不饱和键的有机物较饱和的易吸附。
芳香族的有机物较脂肪族的有机物易于吸附。
二、活性炭的性质由于吸附现象发生在吸附剂表面上,所以吸附剂的比表面积是影响吸附的重要因素之一,比表面积越大,吸附性能越好。
因为吸附过程可看成三个阶段,内扩散对吸附速度影响较大,所以活性炭的微孔分布是影响吸附的另一重要因素。
此外活性炭的表面化学性质、极性及所带电荷,也影响吸附的效果。
用于水处理的活性炭应有三项要求:吸附容量大、吸附速度快、机械强度好。
活性炭的吸附容量附其他外界条件外,主要与活性炭比表面积有关,比表面积大,微孔数量多,可吸附在细孔壁上的吸附质就多。
吸附速度主要与粒度及细孔分布有关,水处理用的活性炭,要求过渡孔(半径20~1000A)较为发达,有利于吸附质向微细孔中扩散。
活性炭的粒度越小吸附速度越快,但水头损失要增大,一般在8~30目范围较宜,活性炭的机械耐磨强度,直接影响活性炭的使用寿命。
三、溶液pH的影响溶液pH值对吸附的影响,要与活性炭和吸附质(溶质)的影响综合考虑。
溶液pH 值控制了酸性或碱性化合物的离解度,当pH值达到某个范围时,这些化合物就要离解,影响对这些化合物的吸附。
活性炭及改性活性炭对溶液中萘、菲、芘的吸附特性研究

活性炭及改性活性炭对溶液中萘、菲、芘的吸附特性研究活性炭及改性活性炭对溶液中萘、菲、芘的吸附特性研究摘要:活性炭作为一种常见的吸附材料,广泛应用于环境污染治理领域。
本文主要研究了活性炭及改性活性炭对溶液中萘、菲、芘的吸附特性。
通过实验方法探究不同因素对吸附性能的影响,并对吸附机理进行探讨。
实验结果表明,改性活性炭在溶液中对萘、菲、芘的吸附性能优于传统活性炭。
改性活性炭对污染物的吸附率随着初始溶液浓度的增加而增加,但吸附量的增加速度逐渐减缓。
吸附过程符合Langmuir吸附模型。
此外,改性活性炭对不同污染物的吸附选择性也有差异。
关键词:活性炭,改性活性炭,吸附特性,萘,菲,芘引言:活性炭具有广泛的孔隙结构和较好的比表面积,因此被广泛应用于各种领域,如环境污染治理、水处理和气体吸附等。
活性炭通过物理吸附和化学吸附的方式,可以有效去除溶液中的有机物质。
然而,传统活性炭在吸附性能方面仍然存在一些局限性。
为了进一步提高活性炭的吸附性能,人们对其进行了改性。
改性活性炭通过改变其表面性质、孔隙结构和表面化学特性,进而改善其吸附性能。
实验方法:本实验使用活性炭和改性活性炭作为吸附材料,研究其对溶液中萘、菲、芘的吸附特性。
首先,制备活性炭和改性活性炭样品,然后进行孔隙结构和比表面积的表征。
接着,制备一系列含有不同浓度萘、菲、芘的溶液。
在一定时间内将吸附剂与溶液搅拌反应,并测定溶液中有机物质的剩余浓度。
最后,通过数据处理和分析,研究不同因素对吸附性能的影响,并探讨吸附机理。
结果与讨论:实验结果表明,改性活性炭对溶液中萘、菲、芘的吸附性能优于传统活性炭。
改性活性炭样品的比表面积更大,孔隙结构更合理,有利于有机物质的吸附。
此外,改性活性炭还具有更好的亲水性,使其在水溶液中的吸附能力更强。
吸附过程中,溶液初始浓度对吸附率有一定影响。
随着溶液浓度的增加,改性活性炭对污染物的吸附率逐渐增加,但增加速度逐渐减缓。
这是由于吸附位点的饱和和竞争性吸附现象的存在。
表面酸碱两步改性对活性炭吸附Cr(VI)的影响

表面酸碱两步改性对活性炭吸附Cr(VI)的影响刘守新 陈孝云 陈曦(东北林业大学教育部生物质材料重点实验室 哈尔滨 150040)摘要:研究了酸碱两步改性对活性炭吸附水相中Cr(VI)的影响。
将活性炭(AC0)在HNO3溶液中氧化(AC1),然后在NaOH和NaCl的混合液中处理(AC2)。
分别采用平衡和连续吸附试验,测试Cr(VI)的吸附特征。
以Boemh滴定法定量检测活性炭表面酸性官能团数量,结合元素分析结果定量表征活性炭的表面含氧官能团变化;以低温液氮吸附法分析活性炭的比表面积和孔径结构。
结果表明:活性炭经两步改性后,其Cr(VI)的吸附容量和吸附速度均显著改变。
吸附容量和吸附速度大小依次为AC2>AC1>AC0。
改性活性炭表面积下降,表面含氧酸性官能团数量增加。
HNO3液相氧化处理可使活性炭表面生成带正电含氧酸性官能团,第二步改性后活性炭表面酸性官能团H+部分被Na+取代,使活性炭表面酸性降低。
表面较多的含氧酸性官能团(与AC0相比)、适宜的表面pH(与AC1相比)是AC2所表现出较高Cr(VI)吸附容量的主要原因。
关键词:活性炭;改性;酸,碱;吸附;六价铬中图分类号:文献标识码:A 文章编号:0250-3301(2005)含Cr (VI)废水由于其本身的难降解性、高毒性和高致癌性,其有效治理引起人们广泛关注[1~3]。
活性炭吸附法是治理含Cr (VI)废水的有效途径,但普通活性炭对Cr (VI)的吸附容量较低。
最近,人们开展了大量实验以揭示氧化处理活性炭的表面化学结构与Cr (VI)去除效率的变化关系[3~6]。
金属离子的吸附主要取决于活性炭的孔结构和表面化学结构,活性炭表面的含氧官能团为金属离子的活性吸附点[5,7,8]。
活性炭的表面化学结构主要由活性炭表面含氧官能团的数量和性质决定,取决于炭本身的性质和其氧化历程,可以通过化学氧化性气氛中的热处理或酸性条件下处理而改变。
氧化处理可以增加活性炭表面酸性官能团数量,从而提高其Cr (VI)吸附容量[3~7]。
活性炭的再生及改性进展研究

活性炭的再生及改性进展研究活性炭是一种具有高度孔隙度及表面积的多孔材料,其具有很高的吸附能力。
因此,活性炭已经被广泛应用于净水、净气、废气处理、污水处理和脱色等领域。
然而,随着活性炭的使用,由于其吸附能力逐渐减弱或饱和,活性炭需要进行再生或改性。
活性炭的再生是指通过物理、化学或热处理,将吸附到表面上的有害物质或离子从活性炭上去除,使其恢复到吸附能力较好的状态。
目前,常用的再生方法有热再生、物理再生和化学再生。
其中,热再生是最常用的再生方法之一,其过程是将饱和的活性炭样品装入炉中,用高温热气流清洗,使活性炭中被吸附的污染物脱离并流出,再冷却后即可再次使用。
对于吸附有机污染物的活性炭,物理再生方法可以采用水蒸气、氮气、空气、超声波等来使吸附分子从孔隙中脱离。
而针对吸附无机离子的活性炭,采用酸碱洗脱法可以有效地去除吸附的离子。
近年来,还出现了一些新型的活性炭再生方法,如电弧放电再生、微波再生和超声波再生等。
电弧放电再生是将饱和的活性炭样品放入放电装置中,在高压电场的作用下,电弧在活性炭粉末中产生,使活性炭重新激活;微波再生则是利用微波加热的特点和活性炭的特殊吸波性能进行再生;超声波再生则是在超声波作用下,开启活性炭孔道,使有害物质脱离表面,再用气流进行清洗。
这些新型的再生方法在能耗、工艺和效率方面都较传统方法有一定的优势,但需要进一步的研究和探索。
除了再生方法,还有一些改性方法也可用于提高活性炭的吸附性能或重复利用性能。
其改性方法包括物理改性、化学改性和生物改性等。
物理改性是通过改变活性炭形态或结构、特别是孔径大小和形状来提高其物理性能和吸附性能。
这种方法一般通过氮气吸附-脱附技术或扫描电子显微镜等实验手段进行表征。
化学改性则是通过对活性炭表面进行化学修饰或添加化学物质来改善其吸附性能。
这种方法可以采用化学还原、酸处理等方法来实现。
而生物改性则是利用生物分子或细胞来对活性炭进行表面修饰,以达到改善吸附性能的效果。
活性炭的改性及吸附性能的报告,800字

活性炭的改性及吸附性能的报告,800字
活性炭是一种具有广泛应用的环境保护材料,它可以有效吸附污染物,如气体、液体和固体。
活性炭的改性与吸附性能在环境保护方面具有重要意义。
本文研究了活性炭的改性及其吸附性能。
活性炭的改性是在活性炭的基础上附加各种表面活性剂,改变活性炭的物理和化学性质,以实现优化性能和有效应用。
常用的改性方法有氯离子水解改性、嵌入改性、外层改性和复合改性等。
这些改性方法都可以改变活性炭的结构,提高它的表面硬度、比表面积和吸附性能。
活性炭的吸附性能是指它能够有效吸附污染物,一般分为物理吸附和化学吸附两种。
物理吸附是由活性炭表面的尺寸大小、形貌、pH值、温度及物质的分子结构而产生的,它主要是通过偶然的力作用来吸附污染物。
化学吸附是指污染物与活性炭表面发生化学反应,以形成无毒无害的自然反应物,从而实现净化环境的效果。
活性炭的改性及其吸附性能对环境保护具有重要意义,它可以有效清除空气中的VOCs,净化水源,降低污染物的毒害,保护环境。
研究人员正在研究不同改性方法及其吸附性能,提出不同的改性方法,以实现更高的吸附性能和净化环境的效果。
因此,活性炭的改性及其吸附性能是环境保护方面非常重要的一个课题,未来研究将有助于推进活性炭吸附技术的发展,更好地保护环境。
活性炭的再生及改性进展研究

活性炭的再生及改性进展研究活性炭是一种具有高表面积、强吸附能力和多孔性的吸附材料,广泛应用于环境治理、化学工业、生物医药等领域。
然而,长期的应用和多次使用后,活性炭的吸附性能会逐渐降低,需要进行再生或改性。
活性炭的再生是指通过一系列的化学、物理处理手段,使其恢复吸附能力的过程。
目前常用的再生方法主要包括热再生、化学再生和微波再生。
其中,热再生是最常用的方法,其基本原理是在高温下将吸附物从孔隙中蒸发出来,并将炭表面氧化还原,以去除表面的致密层,提高孔隙度和孔隙径。
化学再生是指通过酸、碱等化学试剂来去除活性炭表面的吸附物和残留物质,但这种方法会导致炭的孔结构和形貌发生改变,从而影响吸附性能。
微波再生是近年来出现的一种新型再生方法,它可以在较低的温度下进行再生,保持了炭的微观结构和形貌,但还需要进一步的研究和实践验证。
除了再生,改性也是提高活性炭吸附性能的重要手段。
活性炭的改性主要包括物理改性和化学改性两种方式。
物理改性包括高温炭化、氧化、表面修饰等方法,可以改变炭的孔隙度、孔径分布和表面活性位点等特性,从而提高其吸附性能。
化学改性则是通过在炭表面引入一些功能基团来扩展其吸附范围和吸附能力。
目前许多研究表明,通过铁、锰等过渡金属的离子交换或化学吸附改性可以增强炭对重金属、有害气体的吸附特性。
总之,活性炭的再生和改性可以有效提高其吸附性能和延长使用寿命,为实现清洁生产、节能减排等方面的技术创新提供了有力保障。
未来,我们需要进一步研究和开发更加高效、可持续和环保的方法来进行活性炭的再生和改性,为社会经济和环境可持续发展做出更大的贡献。
活性炭及其改性研究进展

k/ ta的 生 产 能 力 , 量 约 占 国 内 煤 基 活 性 炭 的 产
9 t 0 其中, 8 出E。目前 , 约 0 l 全国已形成了木制
活性 炭和 煤质 活性 炭 并举 、 粉末 活 性 炭 和颗 粒 活性
国内活性炭主要采用水蒸汽 活化的方式生产, 活性炭生产包括 2大工序 , 即炭化和活化。目前 , 国
内 生产活 性炭一 般 采 用 窑炉 、 式 炉 和 多段 炉 进 行 管
炭同步发展的工业体系。
2 活性炭 的 生产工 艺 活性炭 的生 产和 应用 已有很 长 的历史[ 。活性 . ] 炭 的生产从 最初 的原 始 土窑焖 烧到现 在 的大规模 工
炭化 , 采用斯列普炉 、 多管炉或回转炉进行水蒸汽活 化, 但规模较大的企业一般采用管式炉炭化 , 斯列普
发展。传统的活性炭制备技术是单纯的化学活化法 或物理 活化 法【 。化学 活化法 主要 有氯化锌 活化 "
法 、 酸 活化 法 、 氧化钾 活化法 。物 理活化 法 又称 磷 氢
我 国活 性炭 的原 料 主要 是煤 、 木屑 以及果 壳 和 果核 等 , 品种从原 来 的粉状 活性炭 为 主 , 为颗粒 活 转 性炭 居首c 。生 产厂 家近 30家 , 3 ] 0 大多 产量较 小 , 只 有 数十 吨或数百 吨 , 上千 吨的厂 家较少 。山西 、 宁夏 依靠 丰 富的煤 炭资 源 成 为煤 质 活性 炭 主要 产 地 , 这
碱 、 热, 耐 不溶 于 水 和有 机 溶剂 , 料 充 足 、 原 易再 生 , 是 一种 环境 友好 型吸 附剂 。活性炭 广泛 用于工 业三
废治理 、 溶剂 回收、 品饮料提纯、 食 载体、 医药 、 黄金 提取 、 半导 体应用 、 电池和 电能贮存 等 。应用领 域 的 拓宽对活性炭性能提 出了更高 的要求 , 从而进一步 促进了活性炭在原料、 制备方法等方面的发展 . 也促 进了不 同品种特殊性能活性炭的研究开发。调整活 性炭的孔隙结构 , 对表面基团进行改性 , 对提高其特
活性炭的表面改性研究及进展

活性炭的表面改性研究及进展本文概述了活性炭的结构、性质及分类,并主要针对活性炭的物理结构、化学及电化学性质这三个方面对活性炭进行表面改性的方法做了综述,另外对改性活性炭的前景做出展望。
标签:活性炭表面改性含氧官能团活性炭是经含碳类物质加热炭化后,再经药剂或水蒸气活化而值制得的多孔性炭结构的吸附剂。
其可分为粉末活性炭、颗粒活性炭和纤维活性炭。
活性炭中的碳原子可与大部分的氢,氧以化学键的形式相结合形成有机官能团[1]。
表面官能团是影响活性炭化学性质的主要因素,而表面官能团主要以表面含氧官能团和表面含氮官能团两种形式存在。
表面含氧官能团有羧基、羰基、内酯基、醌基等,它们都能表现出一定的酸性,含氮官能团有酰胺基、酰亚胺基、乳胺基、吡咯基和吡啶基等[2-4]。
一般的活性炭存在比表面积较小、吸附选择性差、灰分较高、对水中污染物的去除有一定的局限性等缺点,因此需要对其物理结构及化学性质进行一定黏度的改性,以提高活性炭对水中污染物的去除率。
一、表面物理结构的改性活性炭表面结构的改性是指在活性炭材料的制备过程中利用物理或化学的方法来增大活性炭材料的比表面积、调整活性炭的孔隙结构及分布,使活性炭材料的吸附表面结构发生改变,从而改变活性炭材料的物理吸附性能[5]。
一般活性炭表面物理结构的改性过程分为两步:首先为了将活性炭中的易挥发成分除去,需对活性炭进行炭化处理,然后利用一些氧化性气体如H2O、CO2、O2和空气等对其进行活化处理,通过开孔、扩孔、创造新孔这一系列过程,使活性炭的孔隙结构更丰富[6]。
另外,在活化过程中,可以加入一些活化剂,这样可丰富孔隙结构,并使孔径分布更加均匀。
二、表面氧化改性表面氧化改性是指在一定的条件下利用适当的氧化剂对活性炭进行氧化处理,使活性炭表面的含氧官能团发生氧化,从而增加含氧官能团的数量及增强活性炭的亲水性[5]。
经氧化处理后的活性炭的比表面积及孔容会有所降低,活性炭的表面几何形状变得均一,而且所用的氧化剂的种类的不同会形成不同的数量和种类的含氧官能团。
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酸碱改性活性炭物化性质变化研究谭雪艳;陈振乾【摘要】本文分别采用草酸、硝酸、氨水对活性炭进行改性处理,借助比表面积及孔隙分析仪、傅立叶红外光谱、扫描电子显微镜三种仪器,从活性炭的孔结构特性、表面官能团以及表面形貌三个方面对样品进行物化性质分析.与未改性活性炭对比,结果表明:草酸、硝酸、氨水改性都会对活性炭的孔径结构和形貌造成不同程度改变,其对活性炭表面含氧基团的影响作用各不相同.【期刊名称】《建筑热能通风空调》【年(卷),期】2018(037)002【总页数】4页(P81-83,98)【关键词】酸碱改性;活性炭;物化性质【作者】谭雪艳;陈振乾【作者单位】东南大学能源与环境学院;东南大学能源与环境学院【正文语种】中文活性炭是一种具有多孔结构的粒状、粉状或者是丸状的无定型碳,因其具有较强吸附性能和优良的物理、化学稳定性[1],且原料丰富、加工容易,价格低廉,成为常见吸附剂。
活性炭本身的物化性质对吸附效果有很大影响[2-6],随着活性炭的广泛应用,对活性炭进行改性处理从而使其具有更好的吸附性能,成为人们关注的热点问题。
Chuang等[7]研究了强酸、强碱改性活性炭后,表面含氧基团变化,从而提高了对挥发性有机气体的选择性吸附。
梁等[8]研究了有机酸改性活性炭对甲醇的吸附和再生产生的影响,发现柠檬酸改性使得吸附量降低,而草酸改性会提高吸附量。
Li等[9]研究了酸碱改性后的活性炭对挥发性有机气体吸附性能的影响,发现活性炭吸附性能跟样品的孔容,比表面积和表面官能团均有关系。
1 实验部分1.1 实验材料活性炭选择江苏竹溪活性炭有限公司所生产20~50目的煤质粒状活性炭,该活性炭无色、无味而且不溶于一般溶剂。
改性试验中,所需的其他化学药品有二水合草酸、硝酸和氨水,详细单见表1。
所需的实验器材有:电子天平、干燥箱、容量瓶、滴定管、量筒、烧杯、玻璃棒等。
表1 改性用化学药品详单?1.2 实验过程称取400 g活性炭,用去离子水洗涤3~5次,把清洗干净的活性炭放置在沸水中浸泡30 min,用玻璃棒持续搅拌,沥干水后,将活性炭放入干燥箱,在323 K温度下下干燥12 h,烘干后的活性炭即为原始未改性活性炭。
将原材料中的草酸,硝酸和氨水分别配成0.5 mol/L的草酸水溶液,硝酸溶液和氨水溶液。
将400 g活性炭均分为4份,按照固液比1:5的比例,分别置于去离子水,草酸溶液,硝酸溶液和氨水溶液,将未改性活性炭标记为AC-1、草酸改性活性炭标记为AC-2、硝酸改性活性炭标记为AC-3、氨水改性活性炭标记为AC-4,在室温下浸渍5 h,用去离子水漂洗干净后,再次将活性炭放于干燥箱,在323 K 的温度下烘干,得到实验所需样品。
2 样品测试及结果分析2.1 微孔分析通过美国某公司的全自动比表面积及孔隙分析仪(型号为ASAP 2020M)对活性炭进行微孔分析,从而得到样品的比表面积、孔径分布、孔容等信息。
其测试原理为通过测定77 K下活性炭对氮气的吸附等温线,得到活性炭的比表面积及其他孔结构参数。
BET比表面积SBET是根据标准BET法得出,孔径分布是通过BJH方法,通过分析吸附或者脱附等温线获得,总孔容Vtotal是通过相对压力0.9814时,液氮吸附量换算成液氮体积得出,大孔孔容Vmacro、中孔孔容Vmeso是通过BJH法计算得出,微孔孔容Vmicro是基于t-Plot方法计算得到。
图1是77 K下四种活性炭样品的氮气吸附等温线,吸附等温线初始阶段表示N2的微孔填充,相对压力较低时,吸附等温线上升迅速,这个阶段吸附主要发生在微孔中。
相对压力较高时,开始在外表面、大孔及中孔上发生N2的多层吸附,与此同时,中孔内出现毛细凝聚现象,吸附量继续增加,吸附等温线上升。
p/p0>0.2后,大孔和中孔对N2的吸附量较少,吸附等温线上升速度减慢,当p/p0接近1时,大孔内出现毛细凝聚现象,N2开始填充大孔,吸附等温线出现小幅度上扬。
改性后活性炭的对氮气的吸附量较之未改性活性炭均有所下降,说明改性后活性炭的孔径参数下降,具体分析见孔径及比表面积分析表。
图1 77 K时活性炭样品的氮气吸附等温线四种活性炭样品的比表面积及孔径见表2。
表2 比表面积及孔径分布表注:AC-1为未改性活性炭,AC-2为草酸改性活性炭,AC-3为硝酸改性活性炭,AC-4为氨水改性活性炭;括号内为各孔容占相应总孔容比例。
AC-1 879.4362 608.6956 0.5309 0.2939(55%) 0.1785(34%)0.0585(11%)AC-2 836.7565 604.2210 0.4793 0.2889(60%) 0.1409(29%)0.0495(10%)AC-3 816.3672 583.5866 0.4725 0.2796(59%) 0.1432(30%)0.0496(11%)由表2可以看出,改性后的活性炭孔径参数较未改性活性炭均有所下降,四种活性炭的BET比表面积对比为:AC-1>AC-4>AC-2>AC-3,而微孔比表面积对比为:AC-4>AC-1>AC-2>AC-3,三种改性后活性炭BET比表面积均有所下降,其中硝酸改性活性炭下降最多,硝酸改性后的活性炭微孔比表面积也出现大幅下降,由608.6956m2/g下降至583.5866m2/g。
氨水改性活性炭较之草酸和硝酸改性,对微孔比表面积和BET比表面积影响较小,氨水改性后活性炭微孔比表面积略有增加。
四种活性炭总孔容对比为:AC-1>AC-4>AC-2>AC-3,微孔孔容的对比为:AC-1>AC-4>AC-2>AC-3,而微孔孔容占总孔容的比值对比为:AC-2>AC-3=AC-4>AC-1。
可见有机酸改性和化学试剂改性一定程度上均会堵塞活性炭的孔隙,草酸、硝酸、氨水改性均会提高微孔孔容占总孔容的比重,分别提高了5%,4%和4%,可能是草酸和氨水在改性活性炭过程中产生了气体,打开被堵塞的微孔,从而形成新微孔。
硝酸改性活性炭的过程中,汇集在孔隙内形成强氧化剂浓硝酸,与活性炭反应,从而形成新微孔,同时因其强氧化性和强酸性,腐蚀中孔壁面,使部分中孔变为大孔。
2.2 扫描电镜分析通过FEI公司的扫描电子显微镜(型号为FEI Inspect F50)观察样品的二次电子形貌。
放大20000倍后,原始未改性活性炭及改性后的活性炭形貌如图2所示,由图可见原始未改性活性炭表面光滑平整,表面分布有大小各异的大孔和中孔,形状以椭圆形居多,各样品表面结晶是加工过程中的残留物,由于未能充分洗涤,在扫描电镜下显得格外明显。
观察改性后的活性炭二次电子形貌图,可见草酸改性活性炭(AC-2)、硝酸改性活性炭(AC-3)表面均存在不同程度刻蚀,变得有些粗糙,AC-3表面粗糙程度较大,而氨水改性活性炭(AC-4)表面依旧平整光滑,无明显刻蚀痕迹。
孔径方面,与表2中的孔径分布规律相同,AC-2中部分中孔和大孔被堵塞,中孔和大孔的数量比未改性活性炭要低,AC-3的孔径大小均匀,形状相似,AC-4的孔径特征和未改性活性炭最为相近。
图2 活性炭形貌SEM图2.3 红外光谱分析通过德国布鲁克光谱仪器公司的傅立叶红外光谱仪(型号为Vector22+TGA)对样品进行测试,图3为四种样品的傅立叶红外光谱图,表3为活性炭红外光谱图的谱峰分布表。
图3 傅立叶红外光谱图表3 活性炭红外光谱图谱峰分布表?由活性炭样品的傅立叶红外光谱图可以看出,在某些相同的波数段,改性活性炭与未改性活性炭均出现吸收峰,峰值有较大差异,意味着相应基团数量的差异。
同时改性活性炭在其他波段也出现新的吸收峰,意味着形成新的基团。
由图可见,1000 cm-1附近为C-O不对称伸缩振动吸收峰,改性活性炭与未改性活性炭均有C-O键,且形成的吸收峰大小相仿。
AC-3在1000~1200 cm-1宽峰范围内相对浓度提高,说明硝酸改性后,表面增加了单键含氧官能团。
1700 cm-1附近为C=O和C=O(醛、酮、羧酸酐)振动峰,三种改性活性炭在该波长的吸收峰与未改性活性炭大小相似。
3500cm-1附近为羟基,可见草酸改性后活性炭在此次吸收峰最大,说明有机酸改性会使活性炭中的羟基大幅增加。
3 结论1)改性后,活性炭的BET比表面积、总孔容、微孔孔容均有所下降,微孔孔容占总孔容的比重有不同程度增加。
2)改性后,活性炭表面出现不同程度刻蚀,表面粗糙度增加。
3)改性活性炭在保留了原有的表面官能团基础上,会使得各基团数量发生变化,同时会产生部分新官能团。
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