果殼活性炭吸附作用，果殼活性炭空氣凈化品質(zhì)果殼活性炭吸附作用，果殼活性炭空氣凈化品質(zhì)果殼活性炭吸附作用，果殼活性炭空氣凈化品質(zhì) 果殼活性炭是利用優(yōu)質(zhì)無煙煤、木炭或各種果殼等作為原料，通過物理或化學(xué)方法經(jīng)過特殊工藝加工的，具有發(fā)達(dá)孔隙結(jié)構(gòu)和比表面積的一種碳制品，由于果殼活性炭這種特殊的空隙結(jié)構(gòu)，使得它具有極強(qiáng)的吸附能力，因此被廣泛用于空氣凈化、防毒防護(hù)、水處理、溶劑脫色等工業(yè)及民用領(lǐng)域。近年來，隨著人們對果殼活性炭的逐步認(rèn)識，果殼活性炭市場也飛速發(fā)展，但在發(fā)展的同時，各種質(zhì)量低劣的果殼活性炭產(chǎn)品也趁虛而入，嚴(yán)重影響了果殼活性炭市場的正常發(fā)展，給消費者造成不良的后果。為了讓消費者能夠選擇到放心的產(chǎn)品，這里就如何選擇優(yōu)質(zhì)果殼活性炭做一個簡要的說明。
果殼活性炭雖然在外型和用途方面可以有許多品種，但果殼活性炭有一個共同的特性，那就是“吸附性”。果殼活性炭產(chǎn)生吸附性的原因就是因為它有發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)，就象我們所見到的海綿一樣，在同等重量的條件下，海綿比其他物體能吸收更多的水，原因也是因為它具有發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)。但果殼活性炭的這種孔隙結(jié)構(gòu)是肉眼無法看見的，因為他們只有1×10-12mm—10-5mm之間，比一個分子大不了多少。果殼活性炭孔隙發(fā)達(dá)的程度是難以想象的，若取1克果殼活性炭，將里面所有的孔壁都展開成一個平面，這個面積將達(dá)到1000平方米（既比表面積為1000g/m2）！影響果殼活性炭吸附性的主要因素就取決于內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)的發(fā)達(dá)程度。果殼活性炭吸附能力的強(qiáng)弱不但取決于它的孔隙結(jié)構(gòu)，而且取決于其表面化學(xué)性質(zhì)，表面化學(xué)性質(zhì)決定了果殼活性炭的化學(xué)吸附。表面化學(xué)性質(zhì)的不同對果殼活性炭的酸堿性、吸附選擇性、催化特性及電化學(xué)性質(zhì)等都會產(chǎn)生很大的影響。因此果殼活性炭的表面化學(xué)性質(zhì)的研究也受到了人們的高度重視。
由于碳固體表面原子不飽和性的存在，它們將以化學(xué)形式結(jié)合碳成分以外的原子和原子基團(tuán)，形成各種表面功能基團(tuán)，因而使果殼活性炭產(chǎn)生了各種各樣的吸附特性。果殼活性炭中主要存在的、對其吸附性能產(chǎn)生有影響的化學(xué)基團(tuán)主要是含氧官能團(tuán)和含氮官能團(tuán)?！ ?/p>
含氧官能團(tuán)的來源一般為原料的炭化不完全或者是在活化過程中果殼活性炭與活化劑進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)結(jié)合在表面上而形成的。Boehm等[14]經(jīng)過研究指出：在果殼活性炭材料表面可能存在下面含氧官能團(tuán)：羧基、酸酐、酚羥基、羰基、醌基、內(nèi)酯基、乳醇基、醚基。Kienle等[15]已經(jīng)成功地測定了這些官能團(tuán)的化學(xué)結(jié)構(gòu)。
表面化學(xué)性質(zhì)的改性
果殼活性炭材料的表面化學(xué)性質(zhì)改性就是指通過一定的方法改善果殼活性炭材料表面的官能團(tuán)及其周邊氛圍的構(gòu)造，使其成為特定吸附過程中的活性點，可以控制其親水/憎水性能以及與金屬或金屬氧化物的結(jié)合能力。目前，果殼活性炭表面化學(xué)性質(zhì)的改性主要在氧化改性、還原改性和負(fù)載金屬改性等方面進(jìn)行。
表面氧化改性
表面氧化改性主要是在適當(dāng)?shù)臈l件下利用合適的氧化劑對果殼活性炭材料表面的官能團(tuán)進(jìn)行處理，從而提高表面含氧官能團(tuán)的含量，增強(qiáng)表面對極性物質(zhì)的吸附能力。目前的熱點主要集中在通過氧化提高表面酸性基團(tuán)上，特別是通過HNO3等氧化劑對果殼活性炭表面進(jìn)行氧化改性，提高表面酸性氧化物的含量，從而相應(yīng)提高其親水性即極性?！?/p>
果殼活性炭等采用硝酸對酚基合成炭進(jìn)行處理。結(jié)果表明:處理后的果殼活性炭對三鹵甲烷（THMs）的吸附性能大幅度提高。
果殼活性炭等采用硝酸、次氯酸和氨對果殼活性炭進(jìn)行改性處理。HNO3是最強(qiáng)的氧化劑，可產(chǎn)生大量的酸性表面基團(tuán)，而次氯酸的氧化性比較溫和，可調(diào)整果殼活性炭的表面酸性至適宜值。經(jīng)氧化改性的果殼活性炭再經(jīng)較低溫度下(200 ℃)的氨處理，可得到具有較強(qiáng)離子交換性能的堿性表面?！ ?/p>
果殼活性炭等利用由橄欖石為原料制備的果殼活性炭進(jìn)行硝酸和次氯酸鈉氧化改性。經(jīng)DTP-MS檢測表明，氧化改性引入了大量的含氧官能團(tuán)。使用原料果殼活性炭、氧化改性果殼活性炭和經(jīng)除氣處理的改性果殼活性炭對P－硝基酚(PNP)進(jìn)行吸附實驗。結(jié)果表明，在低濃條件下具有很好的吸附效果。經(jīng)分析表明對于苯酚取代物，果殼活性炭表面羰基官能團(tuán)是首要的化學(xué)吸附位。
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