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活性炭表面含有多种化合物,当它吸附氧时就形成各种基团

作者:活性炭 本文关键词:活性炭 日期:2019-3-23 18:28:14 人气:26


活性炭表面含有多种化合物,当它吸附氧时就形成各种基团,在活性炭微晶边缘棱角处的原子或外露晶格缺陷、移位和断层处是形成氧基团的主要部分[2]  而这些氧基团又分为酸性和碱性两类。酸性基团 主要有七种结构 型式:@ 狻基;@ 酚羚基;@ 酿型狭基 母正内酣基( n内酣基;@ 荧光型内酷基( f—内酣基;@ 狻酸酐;@ 环形过氧基。前三种化合物 主要的,而两种内酣基都是从狻基衍生而来的。碱性基团主要有三种,它们均是色烯结构化合物。试验 表明,碱性基团形成的量较少,被覆盖的表面积比起酸性基团少得多。活性炭表面除氧基团外,   还有硫基团和氮基团,硫基团是硫原子和活性炭表面作用或用表面氧基团置换形成的。根据近年来的电子能谱和傅里叶变换红外光谱对经过硫处理的活性炭进行研究,证实硫化物的种类  很多,而且这些化合物在酸碱溶液中的性能非常稳定。氮基团是氮原子同活性炭表面碳原子或 表面氧基团作用后形成的基团。如果在一定温度下,用氨及各种有机氨、氮杂茂等处理活性炭,   均可使氮原子牢固地结合在表面上。很多试验表明,凡含有氮基团的表面,在催化氧化中,特别   是在二氧化硫氧化成三氧化硫的反应中起重要作用。活性炭表面不仅能形成上述几种基团,还 能和氛、氯、漠和殡等元素反应,生成新的表面基团,这些基团对活性炭的吸附、催化和作为催   化剂载体都有着重要的影响,是值得我们进行深入的研究和探讨的。如狻基对于氯乙烯的合  成,酣型狻基对于醋酸乙烯合成均起十分有益的作用。

活性炭具有发达的孔隙结构,主要包含有三种孔隙,即大孔、中孔和微孔。大孔分布在活性  炭颗类的外表面,中孔是大孔的分支,微孔又是中孔的分支。在气相吸附中微孔起主要吸附作    用,有时又被称为吸附孔,中孔和大孔为被吸附物质进入微孔提供通道,因此,又被称为输送    孔。微孔还可再分为细微孔和次微孔(极微孔和超微孔)。细微孔是活性炭中最小的孔,它的特  征尺寸为r < O. 6~0. 7nm, 次微孔的特征尺寸为 0. 6~0. 7nm<r<l. 5~1. 6nm (国际理论与用化学联合会规定次微孔的上限r = 2. 0nm入 吸附主要在细微孔 和次微孔内进行。对千一般活性炭 ,二者的孔容为0. 2~0. 6cm3/g, 对应的比表面积占 总表面积 95 %上。大 千微孔的孔隙是中孔 其特征尺寸为 1. 5~1. 6nm<r<l00~200nm,中孔容积0. 1 ~ 0. 2cm3/g, 对应的表面积一般不超过总表 面的 5%。有时通过调整活化工艺条件或其他办法也 可增加中 孔容0. 7cm3 /g,  比表面积可达到 200~   400m2  / g  中孔在气相吸附中一般起吸附质进入微孔的通道作用,但随着相对压力增高到一定高度时产生毛细凝聚,这时在吸附等温线上出现滞后  圈。在液相吸附中中孔对大分子的吸附起着重要的作用。大孔的尺寸是r > l 00~ 200nm , 大孔容积为0. 2~0. 5cm3/g, 对应的比表面积为0. 5~2. Om2  /  g  大孔表面积占总孔表面积的比例很小,在吸附过程中不起明显的作用,通常可以忽略不计。活性炭作为载体使用时,催化剂主要沉  积在中孔和大孔中。


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