几种活性炭表面酸性基团的测定及其对吸附性能的影响

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1、维普资讯http://www.cqvip.com炭索技术⋯___=一=一=gB；年儿种活性J1_．_炭表面酸性基团的测定及其＼—对吸附性能的影响1邱介山王艳邓盼钏p舸●●c(太连理j工^二艺二研究所太连⋯I1601：)7—．二厂■f，u摘要考察了剐定祷性表面酸基团古法的影响园素，定了几种活往擞表菠性基团的数最．初步研究了苹酚稻苹甲酸在语让嵌上的吸尉与话性炭表面酸让基团的数量、种类之问的关系．结果表明：苹酚和苹甲酸在活性袋上的吸附在相当程度上受皤性炭表面酸性基田的数量与种类的影响；苹酚的强附量．随栝性炭单位表面上酚羟基和数基数叠的增口而降低：而荦

2、甲酸a0吸甜则与炭表面的酸性墓嗣总最有关。关键词遁堡苤崔亘垒墨苎望。哩堕监类。目前，袭面酸性氧基团的结构形式已基本1引言搞清，并提出了许多洌定方法。但表面碱性氧活性炭在气体与液体的精制、溶剂的脱基团的结构形式尚无定论“。色、催化反应及环境保护等众多领域应用广率文用联碱中和法测定了5种活性炭及其泛。活性炭的吸附性能千¨催化性能取决于其孔高温处理样品的裘面酸性氧基团，并考察了苯隙结构和表面化学特性，后者主要决定于闻碳附和苯甲酸在活性炭上的吸附与活性炭表面酸表面呈化学结合的氧基圈，即表面氧化物。表性基团的数量与种类之问的关系。面氧化物赋予活性炭弱傲性

3、，增强或扩大了活2实验●性炭的僵化性能，改变炭对有机物、无机物和吸附选择性。而且活性炭的表面氧基团与碳2．1活性炭样品黑、石墨电极等碳禁制晶以及原料煤上的表面实验用活性擞样品共5利，，分别记为A，氧基团相同或相类似。有鉴于此，话性炭表面B，C，D，E，其中样品A为煤质插性炭，其余样氧基团的测定及其对活性炭的催化性能和吸附品为木质炭，除样品B为粉状炭外，其余样品性能影响的研究在国际上日益受到众多科研人均为条型粒状敬(直径2～4mm)。用亚甲基员的重视“我国在活性炭表面氧基团这兰法测定活性炭样品的嵌面积。假设亚甲基兰一领域的研究相当薄弱，很多研究人

4、员在研究分子在活性炭上的吸附为端基单层吸甜，每毫活性炭的吸附性能和催化性能时仅仅关注活性克亚甲基兰的覆盘面积按2．4jm：计。炭的孔称结构，而忽略了对活性嵌表面化学特活性炭样：在使用前用去离于永反复洗涤性的研究。数执，直至洗涤过滤水的Pli值与_土离子水的活性炭的表面氧基团可分为酸性和碱性州pH值相同，然后在60~80℃的I箱f]干燥2h维普资讯http://www.cqvip.com瘦鬻技术1996年4放于干燥器中备用。活性炭的表面酸性基团多年来一直是许多2．2活性炭样品的高温处理研究课题的目标。圈1所示为活性炭表面酸性活性炭样品在惰性气氛下

5、高温热处理后，基团的可能结构形式-t=人们已用经典的化其表面氧基团将发生变化。为考察表面氧基团学检测方法证实了这些基团的存在。羧酐基数量对活性炭吸附性能的影响，我们对5种活f{1(b)是相邻的羧基(a)脱水后形成的。内酯基性炭样品进行了高温热处理。步骤如下：将放(c)或乳酸基(d)则是羰基与相邻的羟基或羧基有8～10g活性炭样品的带盖小坩埚放入高温炭缩台而成。酚羟基(e)独立地处于芳香层面的化炉中，首先用氮气欢扫炉膛30rain，之后在边缘上人们对于羰基的存在形式一直有争氮气保护下以14*C／rain的升温速度加热到议，羰基(f)既可以独立存在

6、，也可以重排后●●800℃，在此温度下恒温60min后，冷却到180℃以醌型羰基(g)的形式存在。对于醌型基团还取出。取出的炭样置于空气中，使其充分吸可以设想其它重排方式。最后一类氧基阅是醚■湿高温处理后的活性炭样品分别记为AHT，氧键(h)或夹氧杂蒽型，这是氧取代边缘的碳BHT，CHT，DHT和EHT。这些样品的洗涤分子形成的，非常难于检测。上述氧基团的碳干燥处理后步骤同原活性炭样品。性从羧基(a)到羰基(f)依次减弱。2．5化学试剂活性炭表面酸性氧基团的测定方法很多。实验用化学试剂为分析纯NaOIt，分为仪器法和化学法两大类。仪器法有红外光

7、Na2CO3，NaHCO3，和化学纯NaOC2H谱法和电子能谱法。化学法有联碱中和法、重将NaOH，Na2CO。和NaHCO3溶于去离子水氮甲烷法及无机还原剂法等多种。本文采用联配成0．1N的溶液。将NaOCH溶于分折纯无碱中和法颟9定活性炭的表面酸性基团。水乙醇配成0．IN的溶液以上碱溶液均用0．IN2．4．2联碱中和法的理论基础的盐酸标准溶液标定。联碱中和法是在1962年由德国学者H．P．实验用吸附质苯酚、苯甲酸均为分析纯试Boelam教授提出的，此法用以下4种碱剂，使用前没有经过预处理。NaHCO}，NaiCOl，NaOH的NaOCzH-

8、的稀2．4活性炭表面酸性基团的测定溶液中和活性炭的表面酸性氧基团4种碱的强2．4．1活性炭的表面酸性基团弱顺序可由相应的共轭酸电离常数Ka看出t，、＼