2.22活性炭表面官能团 　　活性炭的主要成分是碳，它本身没有极性。因此，可以认为其表面是疏水的。然而，我们已经知道，碳材料的表面性质会随着生产过程和周围环境的不同而变化。这是由于表面氧化或多或少产生氧官能团。这种表面状态的差异形成了碳材料界面化学性质的多样性。傅里叶红外光谱变换(FT-IR)脂肪族显示在性炭表面.芳香结构和羧基的吸收特性。一般认为，活性炭表面的有机官能团有图2所示的几种类型。 　　采用Boehm滴定法通过计算羧基来测试原活性炭的表面官能团.内酯基.酚羟基.总酸度.总碱度分别为-0.0453.0.0445.0.0816.0.1253和0.6856mmol/g，原活性炭酸含氧官能团含量低，碱度高，羧基计算值为负。这种现象并非不可或缺。 　　考虑到碱性官能团的存在，但根据碱性官能团的存在XPS结果表明，活性炭表面不含N元素等碱性基团元素，因此主要是由活性炭中所含的灰分引起的。 　　活性炭主要是碳.氧.镁.硅，所以灰分主要是镁盐和硅酸盐。因此，本文间接反映了活性炭表面灰的去除效果。 　　2.3活性炭表面处理 　　2.3.1盐酸处理 　　在活性炭量50g，处理时间4h条件下，调查HCl浓度的影响。结果见图3。HCl处理后，总碱度为原活性炭0.68mmol/g下降到0.16～0.25mmol/g，碱度值下降63.2%～76.5%，明显减少，并跟随，HCl浓度增加略有下降；处理后总酸度由0变为0；.12mmol/g上升到0．20～0.23mmol/g，与原活性炭相比，它增加了40%~随之而来的55%HCl浓度增加略有增加。处理后羧基的变化范围为0.04～0.06mmol/g，酚羟基含量高于原活性炭，但随着浓度的增加，没有明显的变化规律。分析原因，HCl它是一种非氧化性酸，由于碱性灰含量高，原活性炭碱度高，之后，HCl处理碱度明显降低，处理碱度明显降低HCl除灰效果好，浓度低HCl能更好地去除活性炭表面的灰分。但HCl它没有氧化，所以活性炭表面没有形成更多的含氧官能团。处理后，羧基.内酯基.酚羟基增加是H+取代镁与含氧相结合的镁.硅等离子体。 　　2.3.2硝酸处理 　　在活性炭量50g.处理时间4h条件下考察HNO结果见图4。可见，经过HNO处理后，碱度为0.68mmol/g下降到0.07～0.15mmol/g，碱度值下降77.9%～89.随着浓度的增加，7%大幅下降，呈小幅下降趋势。和HCl处理相比，HNO3处理后活性炭碱度低，说明活性炭碱度低HNO灰的去除效果优于灰HCl。HNO33处理后活性炭总酸度.羧基.内酯基.酚羟基含量明显高于原活性炭，总酸度为0.12mmol/g上升到0.30～0.60mmol/g，内酯基由0.044mmol/g增加到0.092～0.128mmol/g，酚羟基由0.082mmol/g增加到0.127～0.246mmol/g，处理后羧基的变化范围为0.080~0.227mmol/g，随着浓度的增加，羧基和酚羟基随增加，硝酸浓度的增加较小，与范延珍等硝酸改性活性炭的研究变化规律相同。 　　在活性炭量50g.HNO3浓4mol/调查处理时间的影响，结果见图5。可以看出，处理时间对活性炭表面的碱度和酸度有很大的影响。总碱度随处理时间的增加而降低，总酸度随处理时间而增加，处理时间为4h时总碱度由1h时的0.10mmol/g降低到0.06mmol/g，总酸度由10%降低40%h时的0.42mmol/g上升到0.61mmol/g，上升了31.1%，羧基.内酯基.酚羟基随处理时间的增加而略有增加。 　　在HNO3浓度4mol/L，处理时间4h调查活性炭量的影响，结果见图6。可见活性炭量的影响较小。随着活性炭量的增加，总碱度为0.080～0.97mmol/g，差别不大，总酸.羧基.内酯基.随着活性炭量的增加，酚羟基略有下降。 　　2.3.3过氧化氢处理g.处理时间1h条件下考察H2O2浓度的影响见图7。可见处理后碱度为0.68mmol/g下降到0.48～0.54mmol/g，下降了20.6%～29.4%，碱度变化小，说明碱度变化小H2O2.活性炭表面灰分去除效果不好，羧基计算仍为负，碱性灰分仍大量保留。原因是分析H2O2不显酸性，碱性灰分去除不好。处理后总酸度。.内酯基.与原活性炭相比，酚羟基这表明酚羟基的增加。H2O2浓度对H2O处理影响小。 　　在H2O2质量浓度10%.活性炭量50g调查处理时间的影响，结果见图8。可见处理后总碱度变化范围为0.49～0.53mmol/g，差异不明显，不随处理时间的增加而明显变化；总酸度变化范围为0.14～0.17mmol/g，内酯基的范围为0.038～0.054mmol/g.酚羟基的变化范围为0.10～0.12mmol/g，任何时候都没有增加或上升的趋势。说明处理时间正确。H2O处理影响小。 　　在H2O2质量浓度10%.处理时间1h对活性炭量的影响进行结果见图9。可见，随着活性炭量的增加，总碱度的增加.总酸度.内酯基.酚羟基没有上升或下降的趋势，这表明活性炭量对活性炭量的影响H2O2处理无明显影响。 　　综上所述，H2O2处理后碱性灰去除不良，活性炭表面未形成大量含氧官能团，H2O2处理引起的活性炭表面化学性质变化较小。这一结论与此结论有关。H2O2改性后，活性炭表面含氧基团的结论可显著改善。原因是分析H2O在碱性条件下，氧化性强，本实验在纯水条件下进行，H2O可分解活性炭催化分解H2O2的作用。 　　2.3.4氢氧化钠处理 　　活性炭的NaOH处理属于还原处理，与活性炭表面的酸性官能团发生反应，消耗表面的含氧官能团，从而增加活性炭的碱为调查，原活性炭碱性高，酸性基团含量低NaOH硝酸处理后，原活性炭作为空白处理对表面化学性质的影响NaOH处理。 　　在处理时间4h.活性炭量50g条件下考察NaOH结果见图10。可见，经NaOH处理后活性炭的碱度为空白时0.15mmol/g上升到0.23～0.40mmol/g，增加了53.3%～167.7%，随着浓度的增加而明显增加；空白时总酸度为0.44mmol/g下降到0.18～0.28mmol/g，下降了36.7%～59.1%，明显减少，并跟随，NaOH浓度增加略有下降。处理后酚羟基含量的变化范围为0.15～0.19mmol/g，相对于空白0.22mmol/g它减少了，但随着浓度的增加，没有增加或减少的趋势；内酯基含量差异不大，浓度没有上升或下降的趋势；羧基计算值为负，主要是由于氢氧化钠和活性炭表面酸氧含量的作用。H+部分被Na+替代，形成强碱弱酸盐，表现强碱性。