氨气改性活性炭表面含氮官能团的形成与演变-林产化学与工业.pdf

第 卷第 期 林 产 化 学 与 工 业 年 月 研 究 报 告 氨气改性活性炭表面含氮官能团的形成与演变 张文彬 左宋林 王宜望 南京林业大学化学工程学院江苏 南京 摘 要 为研究活性炭表面含氮官能团的形成与演变规律以硝酸氧化预处理后的水蒸气活化椰 壳活性炭为原料在 范围内采用了 种模式进行氨气改性制得含有各类含氮 官能团的改性活性炭 采用元素分析法滴定法和射线光电子能谱 技术分析了活 性炭的元素含量酸碱性和表面含氮官能团种类 结果表明在改性温度 之前的氨气改性过 程中活性炭表面含氮官能团主要来源于表面含氧官能团与氨气的结合所形成酰胺酰亚胺和内酰胺等氮氧型 以及部分氨气与碳原子直接结合形成的吡啶型 和吡咯型 等含氮官能团当氨气处理温度达到 时炭 表面的含氮基团主要来源于氨气与炭表面的碳原子直接结合形成的 和季氮型含氮官能团 在热处理温 度升高过程中逐渐转变为 和含氮官能团当温度大于 时 含氮基团能逐渐转化为 含氮官能团 氨气改性温度达到 之前活性炭表面没有形成官能团 关键词活性炭氨气改性含氮官能团演变 中图分类号 文献标识码文章编号 引文格式张文彬左宋林王宜望氨气改性活性炭表面含氮官能团的形成与演变林产化学与工业 活性炭是一种比表面积高孔隙结构发达和表面化学性质可调的多孔炭质材料已广泛应用于吸 收稿日期 基金项目国家自然科学基金资助项目 江苏高校品牌专业建设工程项目 作者简介张文彬 男山东邹城人硕士生从事活性炭的改性与应用研究 通讯作者左宋林教授博士生导师从事生物质热解与碳材料研究 林产化学与工业 第 卷 附催化和电化学等众多领域 活性炭的性能取决于其孔隙结构和由杂原子如氧氮磷和硫等 显著影响的表面化学性质 在这些杂原子中研究最为广泛的是氧和氮它们在炭表面分别形成含 氧和含氮官能团 由于活性炭表面含氮官能团可以显著提高活性炭的吸附催化和电化学性能因此 炭材料中的含氮官能团的研究引起了广泛的关注和重视 等 的研究结果表明活性炭经过氨气