活性炭的抗老化性能的研究和实验
发布人:管理员 发布时间：2011-10-21 浏览次数：2738
活性炭被认为是疏水性的吸附剂,截止目前技术活性炭是公认最天然最有效的过滤材料，被广泛应用于有机溶剂的吸附分离。但是由于原料煤本身含有一些含氧基团，在制备过程中又会发生一些氧化作用，因此活性炭表面通常含有一定量的含氧基团，增加了其吸水性能，从而不利于对有机化合物的吸附。对活性炭进行氯化处理，目的是为了去除活性炭表面的含氧基团，提高其疏水性能和抗老化性能，从而作为制备具有特殊功能炭材料的基炭使用。在适当的温度下对活性炭进行氯化改性，可以制备出具有良好的抗老化性能的活性炭。
活性炭广泛应用于工农业生产的各个方面,嵩山活性炭的吸附性与其密度之间的关系和其广泛应用 ，如石化行业的无碱脱臭（精制脱硫醇）、乙烯脱盐水（精制填料）、催化剂载体（钯、铂、铑等）、水净化及污水处理；电力行业的电厂水质处理及保护；化工行业的化工催化剂及载体、气体净化、溶剂回收及油脂等的脱色、精制；食品行业的饮料、酒类、味精母液及食品的精制、脱色,从物理和微观角度看活性炭的性质；黄金行业的黄金提取、尾液回收,氯化锌是活性炭制备过程中使用过的化学活性试剂之一；环保行业的污水处理、废气及有害气体的治理、气体净化；以及相关行业的香烟滤嘴、木地板防潮、吸味、汽车汽油蒸发污染控制，各种浸渍剂液的制备等。活性炭在未来将会有极好的发展前景和广阔的销售市场。
研究了表面改性对活性炭吸附各种有机物性能的影响．研究发现,硝酸氧化可显著增加活性炭表面酸性基团的含量,提高了活性炭的表面亲水性,降低ｐＨｐｚｃ值,并造成活性炭的结构塌陷和比表面积的减少,因而对活性炭吸附水中的苯酚、苯胺、腐殖酸、氯仿、四氯化碳等有机物的性能产生明显影响．以去除水中有机污染物为目的的活性炭表面改性的方向应为:减少表面内酯基及羧基等含氧官能团的含量,增加活性炭表面的疏水性．
S.S.Barton [2]等认为，活性炭在潮湿的空气中的老化过程为：
C + H2O = CO2 + H2 + C-O complex
氯化物在炭表面的形成通常认为是一部分归因于氯元素在由CO2的脱离所留下的不饱和位上的吸附，另一方面归因于氯元素对炭表面结合氢的替代。此外，由于炭表面的卤化脱水能够产生一些不饱和双键，这也为氯的加成提供了可能,專家評價所謂的正規技術，應該是不産生二次汙染且淨化效率高的技術。M.J.B.Evans[4]等认为，由于表面化学吸附氯元素的诱导效应，弱酸性氧位将得到增强，但这并不增加或者破坏大部分表面含氧位。表面氯化作用就相当于是在表面引入了化学吸附氧，而这些化学吸附氧却并不是新的酸性位或者潜在的新酸性位。基于此，氯化作用可认为是炭表面易受氧化的活性位的保护伞，从而可延缓炭材料在潮湿空气中老化。在氯化改性过程中，C12与活性炭表面可能发生的反应主要有以下几种：
（1）加成反应：
C12对非共轭双键的直接加成：C=C + C12→C1C—CC1
（2）取代反应：
C1原子取代与碳结合的H原子： C—H + C12→C—C1 + HC1
C1原子取代羟基：C—OH + C12→C—C1 + H2O+ O2
（3）酰卤化反应，C1原子取代羧基中的羟基：
COOH + C12→COC1 + H2O+ O2
除上述基团外，可能还有极少部分C1—C—C1基团。上述基团中，C—C1的结合能很高，在常温下很稳定，即使在碱液中也很难分解，因此活性炭表面上形成C—C1键可以保持活性炭表面的稳定性。而酰卤基团COC1由于容易水解生成羧酸，或与氨基反应生成酰胺，是改性炭表面的不稳定因素。
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