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氧化改性活性炭吸附脱氮选择性研究

文婕 , 孙文晶 , 杨文

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2013.20.011

以芳烃萘作为参照物,研究了超大比表面积活性炭 MSC-30对喹啉、吲哚和咔唑的吸附选择性。进一步采用3种不同的氧化改性方法对 MSC-30活性炭进行了氧化改性,考察氧化改性对活性炭吸附脱氮选择性的影响。结果表明,该活性炭及氧化改性样品选择性吸附脱氮。氧化改性后,活性炭对氮化物的选择性进一步提高,并且对氮化物的吸附量增加。通过量子化学密度泛函理论(DFT)对目标吸附质的前线轨道能量分布进行计算,结果证明,活性炭对于氮化物的吸附选择性高于对芳烃萘的选择性,这和吸附质的反应活泼顺序一致。氧化改性的活性炭,由于表面含氧基团增加,不利于吸附稳定的萘,而有利于吸附较活泼的吲哚和喹啉,尤其倾向于吸附碱性氮化物喹啉。在强氧化的活性炭样品 MSC-N 和 MSC-NS 上,喹啉的吸附量分别高达1.05和1.06mmol/g。

关键词: 活性炭 , 氧化改性 , 吸附脱氮 , 选择性

氧化活性炭在模型油中吸附脱氮性能研究

文婕 , 孙文晶 , 杨文 , 王宁 , 储伟

功能材料

采用3种不同的氧化改性方法对MSC-30活性炭进行了氧化改性。结果表明,随着氧化程度逐渐加深,活性炭的比表面积(微孔孔容)逐渐降低,而表面含氧基团却逐渐增加。深度氧化有利于羧基的形成。对于单组份氮杂环化合物喹啉、吲哚和咔唑的吸附,原始活性炭对咔唑的吸附量最高,可达到1.104mmol/g。氧化后的活性炭样品保持对咔唑的吸附量,同时显著提高对喹啉和吲哚的吸附量。其中,对喹啉和吲哚的最高吸附量分别达到1.157和1.024mmol/g。活性炭对含3组分氮的模型油的吸附结果进一步表明3种氧化改性方法均提高了活性炭的吸氮量,尤其有利于碱性氮化物的吸附。

关键词: 活性炭 , 氧化改性 , 吸附脱氮

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