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表面化学改性炭材料催化过硫酸氢钾的技术

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表面化学改性炭材料催化过硫酸氢钾的技术

Date: 2021-12-17

  材料表面的碳量和含氧官能团类型直接影响着碳材料的催化活性,可以通过酸碱、催化还原、高温处理等方法对碳材料进行表面化学改性,如增加了碳材料表面的活性位点,提高了碳材料催化过硫酸氢钾盐的降解性能。

  有的研究用硝酸催化和高温处理改性活性炭催化过硫酸盐降解苯酚,发现活性炭表面改性后的催化能力明显提高,苯酚的降解率提高了5倍;活性炭表面碳原子平面层中存在吡喃酮结构、醌基团和离域π电子是加强催化成果的主要原因,而羧基则制约催化作用。

  研究和利用氢氟酸和氢催化钠对稻壳生物炭进行酸碱改性处理,不仅内比表面积、孔比表面积、孔体积和平均孔径增大,表面羧基和酚羟基摩尔浓度也显明增加,用于催化过硫酸氢钾盐脱色金橙Ⅱ成果良好,14h脱色率超过90%,高于改性碳。

  其他研究结果发现,预处理方法可以显明影响蓝藻生物炭的理化性质和催化成果,虽然naoh处理后的生物炭孔径结构较发达,但磷酸处理后的牛生物炭对过硫酸盐的催化性能较强,采用硝酸处理、热处理和硝酸-热处理联合处理对活性炭进行表面改性。结果表明,经硝酸热处理后的活性炭对过硫酸钠吸附和催化催化活性黑的能力越大。

  值得注意的是,高浓度的过硫酸氢钾盐处理可能会导致石炭系物质的孔隙结构坍塌,官能团堵塞微孔,从而降低比表面积和孔隙容量,硝酸处理引入NO.这些组还制约了系统的催化降解活性。