活性炭表面的化學(xué)性質(zhì)對(duì)氨的吸附有重要影響

  活性炭表面的化學(xué)性質(zhì)對(duì)氨的吸附有重要影響，在低氨濃度下，活性炭的吸附率極大地受到羧基類基團(tuán)的存在的青睞。根據(jù)等溫線的形狀，可以推斷吸附過(guò)程通常對(duì)于活性炭而言是不同的并且取決于可用的不同類型的位點(diǎn)。因此，羧基類基團(tuán)在低氨濃度時(shí)大大增強(qiáng)氨吸附，但在高氨濃度下，所有活性炭增加它們的吸附。活性炭在兩種不同平衡濃度下的吸附能力表明，在500ppm的氨下，吸附增加而在2400ppm處。因此，活性炭的吸附能力不僅取決于其化學(xué)特性，還取決于吸附物濃度。在低氨濃度下，人們可以觀察到，隨著羧基和內(nèi)酯類基團(tuán)的總量增加，除一些特別活化的活性炭之外，吸附的氨的量增加。這種碳的異常趨勢(shì)可歸因于在低濃度下不增強(qiáng)氨吸附但提供碳的酸性特征的硝基的存在。柱狀活性炭廠家所有的吸附等溫線表明，隨著氨濃度的增加，其對(duì)活性炭的吸附也增加。這可以被解釋為通過(guò)氫鍵形成的氨吸附，它在高氨濃度時(shí)增強(qiáng)或至少在足夠高時(shí)與介質(zhì)的水分子競(jìng)爭(zhēng)。這個(gè)觀察導(dǎo)致我們建議，羧酸和內(nèi)酯等基團(tuán)在低氨濃度發(fā)揮在吸附過(guò)程中起重要作用是他們將通過(guò)酸-堿相互作用，但在較高濃度保持氨(≥1000 ppm)的氨與水競(jìng)爭(zhēng)與還存在于活性炭表面上的其他含氧基團(tuán)或電子供體位點(diǎn)形成氫鍵。   　　 活性炭可以使用輕度空氣氧化，H2O2或HNO 3溶液進(jìn)行化學(xué)改性。改性活性炭在水溶液中表現(xiàn)出酸性行為。用HNO 3處理的活性炭導(dǎo)致更大的酸度和長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間增加硝基的形成。干燥過(guò)程影響氧化的活性炭，因此烘箱干燥有利于羧基類基團(tuán)的穩(wěn)定，而真空干燥引起這些基團(tuán)的部分消除和少量增加的內(nèi)酯和酚類基團(tuán)。   　　在相同的實(shí)驗(yàn)條件下，H2O2是比HNO 3更強(qiáng)的氧化劑，因?yàn)樗�具有較低的選擇性，產(chǎn)生少量羧酸和內(nèi)酯類基團(tuán)并有利于堿性基團(tuán)的穩(wěn)定。觀察到的小幅下降可歸因于與氧化有關(guān)的孔隙損失，其導(dǎo)致由于CO 2消除而造成一些多孔破壞。通常，所有活性炭吸附氨，羧酸和內(nèi)酯類基團(tuán)的含量越高，活性炭的吸附能力越好。堿性基團(tuán)的存在并不能提高低濃度下的吸附。