近年來，用活性炭去除煙氣中NOx煩人技術引起了各國研究者廣泛研究。活性具有特殊的物理結(jié)構(gòu)，孔隙結(jié)構(gòu)比其他吸附劑要豐富、比表面積也要大于其他吸附劑，使得活性具有的吸附容量和吸附性能。同時與其他吸附劑相比較活性炭表面的化學結(jié)構(gòu)也很豐富，此結(jié)構(gòu)可以促進活性炭的催化作用。正因為活性炭的這些物理以及化學結(jié)構(gòu)的存在，使得活性炭可以做吸附劑吸附物質(zhì)，活性炭自身也可以做催化劑，負載活性組分做催化劑載體催化反應也具有很高的活性，同時活性炭本身還是 一種的還原劑。活性炭作吸附劑可以將NOx在煙氣中吸附分離出來，也可以在一定條件下作還原劑將NOx還原成氮氣。為此，許多人研究了有關活性炭在NOx去除領域的應用。
活性炭凈化器所擁有的物理結(jié)構(gòu)對活性炭吸附氧 化NO并沒有很明確的關系。化學結(jié)構(gòu)中的官能團對此過程起到很重要的作用，其中，堿性組分的增加有利于NO吸附于活性炭上，因為NO與NO2均為酸性氣體，堿性組分可以為他們 提供酸堿結(jié)合活性位點。低溫時，物理結(jié)構(gòu)中的比表面積和化學結(jié)構(gòu)中的表面含氧官能團共同影響著NO的氧 化，活性炭受熱后，表面上的化學結(jié)構(gòu)遭受到破壞，分 解后的活性對NO的氧 化率有所提高。NO的低溫吸附僅與活性物理性質(zhì)有關，與活性炭化學結(jié)構(gòu)無關，也即是 說NOx在活性炭的吸附主要是 物理作用，符合微孔填充理論。表示比表面積并不影響活性炭吸附氧 化NO。活性炭的表面含N元素對NO氧 化率有促進作用。活性炭表面具有較高的表面化學能，活性炭表面分子受力不均衡，再加上酸性氧 化物是 極性分子，此類結(jié)構(gòu)構(gòu)成了熱力學不穩(wěn)定系統(tǒng)，根據(jù)熱力學第二定律可知，能量有趨于降低的趨勢。NOx分子與活性炭上的高能位點發(fā)生碰撞，這些高能位點就會吸附NOx分子，降低表面自由能并釋放出熱量。這就是 活性炭吸附NOx的熱力學理論。
 活性炭浸潰于金屬離子溶液中，因為活性炭具有吸附性，金屬離子可以吸附在活性炭上。又因為活性炭的還原性能，使得吸附在活性炭上的金屬離子被活性炭還原成比之前價態(tài)低或者零價態(tài)物質(zhì)，再通過高溫鍛燒作用將金屬離子以不同形式與活性炭結(jié)合起來。鉆催化劑在活性炭上主要以CO3O4形態(tài)存在，其次也會有一些CO單質(zhì)的存在。由于此活性炭載體的分散度低，導致CO在反應過程中大量聚集進而形成CO晶粒。
活性炭是 經(jīng)過特殊工藝加工而成的無定形碳，具有高度發(fā)達的孔隙結(jié)構(gòu)、巨大的比表面積、多變的表面化學特征以及較高的表面活性。據(jù)報道，世界活性炭年均消費量大約為275000t，多作為吸附劑應用于環(huán)境中污染物的去除。此外，活性炭可作為催化劑載體、電極材料，還可用于分離、濃縮和脫色等。
活性碳凈化器的吸附性能由其表面物理、化學性質(zhì)圈共同決定。物理性質(zhì)包括比表面積和孔隙結(jié)構(gòu)，影響活性炭的吸附容量；化學性質(zhì)，主要由表面官能團的種類和數(shù)量決定，影響活性炭與極性或非 極性吸附質(zhì)之間的相互作用。而活性炭的物理、化學性質(zhì)與原材料、生產(chǎn)工藝(活化技術)、后處理技術(改性技術)等岡密切相關。商業(yè)活性炭即為一定生產(chǎn)原料經(jīng)過特殊工藝加工而得的成品活性炭，其吸附性能勢必受到原料和生產(chǎn)工藝的制約。然而目前水處理中污染物種類多、水質(zhì)標準要求高，現(xiàn)有的商業(yè)活性炭在實際水處理的應用中具有一定的局限性。因此，活性炭改性技術應運而生。活性炭的改性技術即采用物理、化學或微生物的手段對活性炭進行處理，改變活性炭物理結(jié)構(gòu)特性或表面化學特性，從而達到提高對特定物質(zhì)吸附能力的目的。該研究即從化學改性、物理改性、微生物改性等方面綜述了國內(nèi)外活性炭的改性技術，以期為活性炭的改性研究提供參考。
1、活性炭的化學改性技術
活性炭作為一種有效的吸附劑，其表面物理、化學特性在吸附過程中發(fā)揮著重要的作用回。其中活性炭表面官能團，使活性炭具有一定的酸堿性和極性，很大程度上決定了活性炭吸附污染物的種類和吸附能力的強弱。因此，可通過改變這些官能團的含量，改變活性炭表面化學特性，繼而改變活性炭對特定物質(zhì)的選擇性吸附能力回。活性炭的化學改性，即采用物理或者化學的手段處理活性炭，改變活性炭表面固有的官能團，制得具有特定吸附性能的吸附劑。常用的化學改性技術有酸改性、堿改性、負載改性、等離子體改性等。
酸改性后，活性炭表面含氧官能團的引入，可提高活性炭的親水性、選擇吸附性。其中引入的梭基在活性炭吸附金屬離子的過程中發(fā)揮著重要作用，通過鰲合反應，梭基上的氫和金屬離子進行離子交換作用，實現(xiàn)了活性炭對金屬離子的吸附。
2、堿改性
活性炭設備的堿改性是 指使用人氨(氣態(tài)/液態(tài))等堿性試劑，對活性炭進行改性處理，提高活性炭的還原能力和對有機物、酸性氣體的吸附能力。氣態(tài)氨環(huán)境下高溫(400~800℃)改性后，活性炭對水溶液中苯酚的吸附能力提高了29%網(wǎng)。采用氧 化預處理、高溫(800℃)氨改性的方式對活性炭進行改性，改性后活性炭微孔結(jié)構(gòu)增加、表面酸性含氧官能團減少、活性炭表面堿性增強，對cO2的吸附能力提高囚。Vale-rie等采用高溫(700℃)、人H3改性的方法對活性炭粉末進行處理，以提高其在微生物燃料電池中的氧 化還原特性。改性后活性炭粉末在中性條件下的氧 化還原能力增強；表面含氧官能團的量減少了29%一58%，含氮量增加了1.8%，表面堿性增強。
與酸改性相反，活性炭經(jīng)過堿改性后對金屬離子的吸附能力減少。原因在于堿改性可減少活性炭表面酸性含氧官能團的量，減少了金屬離子在活性炭表面的結(jié)合位點；同時含氮官能團的量增加、堿性增強，堿性環(huán)境下OH一與金屬離子形成競爭機制，導致活性炭對金屬離。
3、負載活性
炭對廢水中苯酚和氰化物的去除，結(jié)果表明，負載處理后活性炭對苯酚的去除率從72.89%增加到91.82%，對氰化物的去除率從75.99%增加到95.57%，同時吸附平衡時間從33h減少到27h，吸附劑用量從30g/L減少到10g/L。等采用TBA和cu負載改性活性炭去除鄰苯二甲酸酷，發(fā)現(xiàn)TBA和Cu負載活性炭對鄰苯二甲酸酷的去除能力分別為改性前的1.7倍和2倍；采用Ag和Ni負載改性活性炭去除水溶液中的氰化物，發(fā)現(xiàn)負載改性后活性炭對氰化物的去除能力分別為改性前的2倍和4倍網(wǎng)；采用sDDc負載改性活性炭去除廢水中Cu、Zn、Cr，發(fā)現(xiàn)改性后活性炭對Cu、Zn、Cr的去除能力分別為改性前的4倍、4倍、2倍。此外，陽離子表面活性劑改性活性炭對高氯酸鹽的吸附性能。結(jié)果表明，經(jīng)改性處理后活性炭對高氯酸鹽的吸附能力提高為原來的3倍。
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