杂多酸在活性炭上的固载化──Ⅰ．几种国产活性炭的表面性质

本文研究了作为杂多酸载体的几种国产活性炭的表面性质，实验证明，活性炭表面的化学特性是由表面含氧基团的化学结构以及这些基因的数目决定的。为了得到适当表面化学特性的活性炭，对它们进行了不同的化学改性处理，并使用ＸＰＳ，ＩＲ，ＳＦＭ，Ｂｏｅｈｍ酸－碱滴定以及ｐＨ滴定等手段研究了活性炭的表面性质。     

活性炭表面含氧基团对苯酚吸附平衡及动力学的影响

煤基活性炭分别用烧失处理和HNO3氧化处理后得到不同表面性质的活性炭,采用X射线光电子能谱(XPS)、N2吸附、酸碱滴定及零电荷点(pHPZC)对活性炭表面性质及孔结构进行表征,研究了活性炭表面性质对苯酚吸附平衡和吸附动力学影响.经HNO3氧化后,活性炭表面含氧基团显著增加,烧失处理后,表面含氧基团尤其是羧基显著减少.苯酚最大平衡吸附量随活性炭表面含氧基团的增多而减少,吸附速率常数与碳表面含氧基团的量呈正相关,而吸附活化能与活性炭在一定吸附条件下表面所带电荷多少相关.随着活性炭表面含氧基团增多,吸附活化熵增大(负值减小),苯酚在活性炭表面排列的有序性减小.静态吸附与动态吸附实验结果都表明:在含氧基团较少而碱性更强的活性炭上,发生化学吸附的程度更大.     

硝酸氧化对三种活性炭结构及化学性能的影响

对煤质活性炭、椰壳活性炭和沥青基活性炭进行了硝酸氧化处理。通过酸碱滴定、红外光谱、比表面积和孔径分布测定研究了硝酸氧化对3种活性炭的表面官能团、比表面积和孔结构的影响,以及硝酸氧化对活性炭进一步进行乙二胺胺化的影响。结果表明,在所选的3种活性炭中,氧化对于椰壳活性炭的物理结构破坏最严重,比表面积下降了16%,而煤质活性炭与沥青基活性炭均很好地保持了原有的结构性质。硝酸氧化在不同的活性炭表面均引入了一定量的酸性基团,其中沥青基活性炭氧化后表面酸性基团含量最高,达到2.36mmol/g。氧化后的3种活性炭接枝乙二胺后,沥青基活性炭的表面碱性基团含量最高,达到1.39mmol/g。     

活性炭表面含氧基团对NO的还原作用

通过Ｃ、Ｈ、Ｎ元素分析和Ｂｏｅｈｍ滴定及ＮＨ３－ＴＰＤ实验揭示了活性炭表面含氧基团数量及分布情况，结果表明，表面含量基团数量和分布决定了活性炭自身还原性及对ＮＯ的还原能力，活性炭表面含氧基团，特别是－ＣＯＯ基团，可能是最重要的ＮＯ还原反应活性中心，提出了该还原反应的机理。     

活性炭负载杂多酸催化剂的研究进展

介绍了以活性炭为载体的负载型杂多酸催化剂的研究进展,包括制备方法、影响负载量的因素、负载催化剂的性质、吸附模型和脱附作用。总结了杂多酸在活性炭上的吸附形态研究以及杂多酸与活性炭表面含氧基团的化学键合作用的研究成果,展望了该催化剂未来的研究方向。     

活性炭及表面性质对Ru基氨合成催化剂性能的影响

 采用N2物理吸附和He-TPD等表征手段考察了不同活性炭及其经HNO3和氧化处理后的孔结构性质及表面基团的变化,并用CO化学吸附分析了其对活性组分Ru分散度的影响. 结果表明,活性炭较发达的中孔结构可显著提高Ru的分散度. 活性炭的部分表面含氧基团是Ru的分散中心,它们的量会明显影响催化剂的Ru分散度及活性. 活性炭经HNO3处理虽然可以使含氧基团的量增加,但同时也使不稳定基团的量增加,这些不稳定基团在催化剂还原过程中分解,不利于Ru的分散. 活性炭的气相热处理可以调变其表面结构及表面基团,从而提高 Ru的分散度及催化剂活性.     

葡萄糖加氢用Ru/活性炭催化剂: 改性方法对活性炭表面性能的影响

分别采用超临界甲醇流体、浓硝酸氧化、浓硝酸结合超临界甲醇流体等不同手段对椰壳活性炭进行了表面处理,用N2物理吸附、Boehm滴定、X光电子能谱仪(XPS)、电感耦合等离子原子发射光谱分析(ICP)、透射电镜(TEM)等手段研究了处理方法对活性炭表面孔结构及表面基团的影响;并以活性炭为载体,三氯化钌为活性前驱体,采用等容水浸渍法制备了钌炭催化剂,以葡萄糖加氢生产山梨醇为模型反应对制备的钌基催化剂的催化活性进行了评价.结果表明:各种处理方法对活性炭的比表面、孔径等孔结构性能影响不大;但超临界甲醇处理活性炭可明显减少活性炭表面含氧酸性基团的含量,尤其是羧基等不稳定基团的含量;而硝酸处理活性炭则可大幅度提高活性炭表面含氧酸性基团的含量,尤其是羧基等不稳定基团的含量增加更大.ICP分析结果表明:超临界甲醇处理活性炭并不改变活性炭样品对钌的吸附量,但硝酸氧化处理活性炭却能明显提高样品对钌的吸附能力.活性炭表面的这些含氧基团虽然有利于钌离子的吸附,但却不利于钌在活性炭表面的分散.由于超临界甲醇流体处理活性炭时的表面反应及萃取作用,可有效清除活性炭表面的不稳定含氧酸性基团,避免还原过程中钌的迁移聚集,使负载钌的分散度提高,有利于增强钌与活性炭间的相互作用,使钌部分缺失电子,钌的结合能升高;可明显提高负载钌炭催化剂葡萄糖催化加氢的活性.     

活性炭表面性质对氧气扩散电极电催化性能的影响

 分别采用硝酸和空气氧化处理制得具有不同表面性质的粉末活性炭,并以此为催化层材料制成炭基氧气扩散电极,测定了不同电极的极化曲线和电化学阻抗谱. N2物理吸附和He程序升温脱附(He-TPD)研究表明,硝酸处理对活性炭孔结构的影响较小,但可使其表面含氧基团明显增加; 而空气氧化处理则会导致活性炭的中孔面积和孔容显著增大,但对表面含氧基团的影响较小. 极化曲线和电化学阻抗谱研究发现,当活性炭的孔结构相近时,电极的催化性能随着表面含氧基团的增多而急剧下降; 当活性炭表面含氧基团的量相近时,中孔孔容增大将导致电极催化性能的恶化. 与活性炭表面含氧基团相比,孔结构对氧气扩散电极的电化学性能具有更显著的影响.     

活性炭表面基团的调变对Ru/AC氨合成催化剂的影响

通过硝酸处理的方法对活性炭表面基团进行了调控,研究了活性炭表面基团的数量对负载钌基氨合成催化剂的影响。运用N2物理吸附、CO化学吸附、Boehm滴定法和质量滴定法等分析手段对催化剂进行了表征。结果表明,随着预处理硝酸浓度的增加,活性炭表面含氧基团的数量线性增加,等电点逐渐减小,而催化剂的活性先增加后减小,钌的分散度也呈现相同的规律。当硝酸浓度达到4.6mol/L时,活性炭表面总含氧基团量为1.21mmol/g,钌的分散度和催化剂的活性都是最佳。适量的含氧基团对提高钌的分散度是有利的,但过量的含氧基团并不能进一步提高钌的分散度,催化剂的合成氨活性和载体表面的含氧基团数量不是线性增加的关系。     

化学力显微镜对ω-巯基正十一胺自组装单分子膜的力滴定研究

采用化学力显微术（ＣＦＭ）研究了一种长链氨基自组装单分子膜的力滴定性质,考察了表面基团性质不同的力探针对力滴定的影响,滴定了金包覆的Ｓｉ３Ｎ经－ＯＨ和－ＮＨ２基功能化的金样品之间的粘滞力,得到了作为淀粉 ＰＨ值函数的粘滞力曲线（力滴定曲线）,结果表明,－ＮＨ２和－ＯＨ基功能化的表面ｐＫ１／２分别为８．４和９．０。     

活性炭的表面处理对二苯并噻吩催化氧化脱除的影响

将一种木质活性炭经过三种表面处理,即高锰酸钾稀硫酸溶液液相氧化、浓硝酸液相氧化和350℃低温气相氧化处理。实验所选活性炭及相应的表面改性炭使用氮气吸附和Boehm滴定分别进行了结构性质和表面化学表征。研究了所选活性炭和相应的表面改性炭催化过氧化氢氧化脱除二苯并噻吩（DBT）。实验结果表明,活性炭表面化学对二苯并噻吩的氧化脱除影响很大;炭表面化学对DBT吸附脱除的影响不同于对DBT氧化脱除的影响,表面酸性越强越有利于DBT的吸附;表面羰基能加速过氧化氢产生自由基,表面羰基量的增加明显有利于DBT的氧化脱除。活性炭经过热处理后,在二苯并噻吩的氧化脱除中催化活性明显增加,正辛烷溶液中硫的体积质量从0.556g·L-1降到0.009g·L-1。     

活性炭催化碳酸二甲酯水解行为的研究

以无氯Cu/AC催化剂中活性炭载体为研究对象,对活性炭上DMC水解反应条件进行了考察,并通过Boehm滴定法和XPS对活性炭上DMC水解活性位点进行了分析。结果表明,温度的升高和水含量的增加对DMC水解有较大的促进作用,较高的压力和CO_2气氛对DMC水解有一定的抑制作用,甲醇量和CO、O_2、N_2气氛对DMC水解影响较小。不同条件处理的活性炭表面基团种类、数量均有较大变化,HNO_3处理使活性炭碱性基团含量下降,羧基等酸性含氧官能团含量明显增加,总酸量最高可达1.88 mmol·g~(-1);先HNO_3后NaOH处理的活性炭上酸性基团含量大量减少,表面碱性基团含量则有较大提高,总碱量最高可达1.69 mmol·g-1。特别地,活性炭表面碱性基团是催化DMC水解的活性位点,在活性炭碱性基团含量由0.16增加到1.69mmol·g~(-1)的过程中,DMC水解程度由2.5%增加到了31.7%,而酸处理可以有效降低活性炭表面碱性基团含量,抑制其催化DMC的水解性能。     

沥青基活性炭纤维复合活化工艺的研究

以沥青基炭纤维为原料，研究了用铵盐作为化学活化剂对其进行浸渍预处理，然后采用（H2O＋CO2）活化的方法制备活性炭纤维，讨论了工艺条件对活性炭纤维性能的影响并通过光电子能谱XPS探讨了活化过程中炭纤维表面官能团的变化。结果表明：采用这种物理和化学复合活化工艺，可以在较高得率下提高活性炭纤维比表面积。同时浸渍处理、H2O流量、活化温度和活化时间等工艺参数显著影响活性炭纤维的比表面积和得率，优化的工艺为：经铵盐浸渍6h，炭纤维在水蒸气与CO2流量比3：1的混合气氛中900℃活化30min。XPS研究表明，活化后炭纤维表面的含氧官能团C－O明显减少，铵盐浸渍未能增加活性炭纤维表面的含氮基团。     

活性炭的改性研究及对四环素的吸附

研究了改性对活性炭的物理化学性质及其对四环素吸附性能的影响。结果发现,硝酸氧化改性可增加活性炭表面的酸性基团,提高比表面亲水性,降低pHPZC值,同时也改变了活性炭的表面微观形貌。低温、低浓度硝酸氧化改性,增加了活性炭的比表面积,对四环素的吸附以物理吸附为主。高温氧化改性使得比表面积降低,酸性基团增加,且吸附容量与活性炭比表面积、表面总酸度呈一定的线性关系。     

活性炭表面含氧基团的生成及对NO的还原作用

活性炭表面含氧基团的生成及对ＮＯ的还原作用＊高志明杨向光吴越＊＊（中国科学院长春应用化学研究所，长春１３００２２）关键词活性炭，一氧化氮，氧化铜，还原，氧化近几年，随着环保研究的开展，活性炭被用于同时脱硫脱硝反应［１］．活性炭的表面化学性质就成为需要...     

农业废弃物制备活性炭的研究进展

活性炭具有较高的表面积、发达的孔隙结构、优异的表面化学特性以及超强的吸附性能,在化工、医药、食品、冶金等行业有着广阔的应用前景.本文主要介绍了农业废弃物制备活性炭的方法,包括物理活化和化学活化;讨论了活化温度、活化时间以及活化剂浸渍比对制备活性炭的影响,总结了农业废弃物活性炭在去除染料、金属离子和挥发性有机化合物以及气...     

超临界甲醇处理对活性炭表面性质及钌炭催化性能的影响

采用超临界甲醇处理活性炭,水浸渍制备负载钌炭催化剂,用N2物理吸附、Boehm滴定、X光电子能谱（XPS）和程序升温还原（TPR）等测试技术研究了超临界甲醇处理对活性炭表面结构及表面基团相对含量的影响,并以葡萄糖加氢生产山梨醇为模型反应对钌基催化剂的性能进行了评价。 研究结果表明,超临界甲醇处理活性炭,活性炭的孔结构性能变化不大,但可有效降低活性炭表面含氧酸性基团的含量,使催化剂的还原温度升高,增强了载体和活性组分间的相互作用,有效的提高了钌的分散度,从而提高所负载催化剂的催化活性。 在实验范围内,当超临界甲醇的温度为300 ℃,处理时间为12 h时,在4.0 MPa、120 ℃、葡萄糖的质量分数为50%的反应条件下,催化剂的反应速率（按Ru单位质量计）达到了118.65 mmol/(min·g),是未处理活性炭的1.96倍。     

活性炭催化碳酸二甲酯水解行为的研究

以无氯Cu/AC催化剂中活性炭载体为研究对象,对活性炭上DMC水解反应条件进行了考察,并通过Boehm滴定法和XPS对活性炭上DMC水解活性位点进行了分析。结果表明,温度的升高和水含量的增加对DMC水解有较大的促进作用,较高的压力和CO₂气氛对DMC水解有一定的抑制作用,甲醇量和CO、O₂、N₂气氛对DMC水解影响较小。不同条件处理的活性炭表面基团种类、数量均有较大变化,HNO₃处理使活性炭碱性基团含量下降,羧基等酸性含氧官能团含量明显增加,总酸量最高可达1.88 mmol·g^-1;先HNO₃后NaOH处理的活性炭上酸性基团含量大量减少,表面碱性基团含量则有较大提高,总碱量最高可达1.69 mmol·g^-1。特别地,活性炭表面碱性基团是催化DMC水解的活性位点,在活性炭碱性基团含量由0.16增加到1.69 mmol·g^-1的过程中,DMC水解程度由2.5%增加到了31.7%,而酸处理可以有效降低活性炭表面碱性基团含量,抑制其催化DMC的水解性能。     

活性炭的表面含氧官能团及其对吸附影响的研究进展

对活性炭表面含氧官能团的种类,生成原因以及活性炭含氧官能团的定性定量分析方法进行了综述。含氧官能团改变了活性炭的表面性质和表面行为,导致活性炭对金属离子和有机物的吸附性能发生变化,介绍了吸附金属离子和有机物时含氧官能团参与的作用机理,并对含氧官能团影响的研究提出了一些建议。     

活性炭自溶液吸附锌(II)离子及其配合物

近年来，有人提出通过表面处理提高活性炭表面电荷，加强对无机离子吸附力等观点，但活性炭对无机离子的吸附活性点，表面含氧基团及配体对吸附的影响等重要问题仍众说纷经[1－4]为此，本文提出用氧化一负离子化法处理活性炭，以表面酸度表征表面含氧基团的量，探讨活性炭对Zn（Ⅱ）及其配合物的吸附特性．1试验（1）试验材料活性发由北京光华木材厂出品，分析纯．过20－30目，BET法测得比表面为1316m2·g-1．在2．5×10－2mlo·dm－3的NaNO3中，测得等电点pHIEP为7．75[5]，元素含量（质量分数）为C（83．9％），N（0．07％），H（1…