活性炭担体表面改性实验研究

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1、第38卷增刊原子能科学技术Vol.38,Suppl.2004年7月AtomicEnergyScienceandTechnologyJuly2004活性炭担体表面改性实验研究钟正坤,孙　颖,陈银亮(中国工程物理研究院核物理与化学研究所,四川绵阳　621900)摘要:采用气化处理和浓HNO3表面氧化法进行活性炭担体(AC)表面改性的实验研究,并对改性前后的AC样品进行红外光谱分析、热解吸实验和BET比表面积测量。实验结果表明:采用气化和浓HNO3表面氧化均可在AC表面引入氧原子,形成更多表面含氧基团;浓HNO3表面氧化使AC增重,气化使AC失重

2、,气化还能引起AC的比表面积增大和表面微孔结构变化。关键词:活性炭担体;表面改性;表面基团分析;热解吸中图分类号:TL278;TQ131.11文献标识码:A文章编号:100026931(2004)S020154204ResearchontheSurfaceModificationofActivatedCarbonCarriersZHONGZheng2kun,SUNYing,CHENYin2liang(InstituteofNuclearPhysicsandChemistry,ChinaAcademyofEngineeringPhysics,

3、P.O.Box9192214,Mianyang621900,China)Abstract:Activatedcarboncarriersweregasifiedwithagasflowof5%O2+N2intherangeof385～425℃andoxidizedwithconcentratedHNO3undercontrolledconditions.Charac2terizationofthesurfacechemicalfunctionalgroupsbyinfraredspectroscopyandtemperature2progr

4、ammeddesorption(TPD)suggeststhatboththegasificationandconcentratedHNO3oxidationcouldintroduceoxygenatomstothecarbonsurfaceandthenincreaseitssurfaceoxygenfunctionalgroups.Additionally,nitrogenadsorptionisothermsat77Kandthere2sultsfromTPDindicatethatthegasificationincreasest

5、hemicroporevolumeandprobablychangethemesoporesurfacestructure.Keywords:activatedcarboncarrier;surfacemodification;functionalgroupcharacterization;temperature2programmeddesorption　　活性炭(AC)具有独特的微孔结构,比表面化以及一些加氢脱硫工艺过程中得到了广泛应[1,2]积大,化学稳定性好,是一种重要的非均相催化用,而且在核能领域有着潜在的应用价值。剂担体。AC担载

6、的过渡金属催化剂(Pt/C、用Pt/C和聚四氟乙烯(PTFE)疏水材料制备Mo/C、Ni/C等)不仅在石油精炼、汽车尾气净的Pt/C/PTFE疏水催化剂,可直接应用于氢气收稿日期:2004204215;修回日期:2004205211基金项目:中国工程物理研究院科学技术基金资助课题(20030867)作者简介:钟正坤(1965-),男,四川什邡人,副研究员,博士研究生,氢同位素化学专业增刊　　钟正坤等:活性炭担体表面改性实验研究155与液态水之间的氢同位素交换,在重水生产、含立叶变换红外光谱仪(FT2IR)上进行样品官能氚重水处理和含氚重水氚

7、提取等氢同位素分离团分析(德国Bruker公司产TENSOR27型红[3,4]过程中具有良好的应用前景。外光谱仪)。样品表面官能团热解吸(TPD)采大量研究表明,AC表面的含氧官能团对用热重(TG)和差热扫描分析(DSC)法(德国其表面金属粒子的分散和稳定具有重要作Netzsch公司产STA409CD型热分析仪)。[5,6]用。经表面改性处理后,AC表面沉积金属TPD升温速率为10℃/min;温度范围为室温粒子的分散度明显增大,可大幅度提高AC担(14℃)～1300℃。样品比表面积采用静态压[7]载金属催化剂对加氢脱硫过程的催化活性。差法进

8、行测量,由液氮温度下样品吸附N2气的近年来,国外学者对AC表面改性及其表面含吸附等温线计算其BET比表面积。[8,9]氧官能团分析进行了大量研究,国内也有[10]相关研究的报道。