活性炭表面的化學(xué)性質(zhì)對氨的吸附有重要影響

  活性炭表面的化學(xué)性質(zhì)對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的存在的青睞。根據(jù)等溫線的形狀，可以推斷吸附過程通常對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。因此，羧基類基團在低氨濃度時大大增強氨吸附，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。這種碳的異常趨勢可歸因于在低濃度下不增強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，其對活性炭的吸附也增加。這可以被解釋為通過氫鍵形成的氨吸附，它在高氨濃度時增強或至少在足夠高時與介質(zhì)的水分子競爭。這個觀察導(dǎo)致我們建議，羧酸和內(nèi)酯等基團在低氨濃度發(fā)揮在吸附過程中起重要作用是他們將通過酸-堿相互作用，但在較高濃度保持氨(≥1000 ppm)的氨與水競爭與還存在于活性炭表面上的其他含氧基團或電子供體位點形成氫鍵。   　　 活性炭可以使用輕度空氣氧化，H2O2或HNO 3溶液進行化學(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)致更大的酸度和長的反應(yīng)時間增加硝基的形成。干燥過程影響氧化的活性炭，因此烘箱干燥有利于羧基類基團的穩(wěn)定，而真空干燥引起這些基團的部分消除和少量增加的內(nèi)酯和酚類基團。   　　在相同的實驗條件下，H2O2是比HNO 3更強的氧化劑，因為它具有較低的選擇性，產(chǎn)生少量羧酸和內(nèi)酯類基團并有利于堿性基團的穩(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)酯類基團的含量越高，活性炭的吸附能力越好。堿性基團的存在并不能提高低濃度下的吸附。