工业常用的活性炭改性方法有哪些

【专家解说】：活性炭改性主要通过物理、化学处理，改变其孔隙结构，改变其表面酸碱性，或者在其表面引入或去除某些官能团使活性炭具有特殊的吸附性能和催化特性。此外，采用不同的活化方法或不同的活化剂也可以实现制备不同孔径分布及不同表面化学特性的活性炭。 （1）表面物理性质的改性：活性炭表面结构的改性主要是通过物理或化学方法改变活性炭的比表面积和孔径分布，扩大或缩小孔径，达到改变活性炭表面结构的目的，从而提到活性炭的吸附能力。 （2）表面化学性质的改性：活性炭表面化学性质的改变主要是通过一定的方法改变活性炭表面的官能团以及表面负载的离子和化合物，从而改变其表面的化学性质达到活性炭的吸附能力的提高。以下为几种表面化学性质的改性的方法： ①表面氧化改性：活性炭在适当条件下经过氧化剂对表面官能团进行氧化改性，提高含氧官能团的含量，增强对极性物质的吸附能力。氧化剂不同，改性后表面所含官能团的种类和数量也不同，一般氧化程度越高，含氧官能团越多。常用的氧化剂有：HNO3、HClO、H2SO4、Cl2、H2O2、(NH4)S2O8等。 ②表面还原改性：活性炭表面在适当条件下经过还原剂对表面官能团进行还原改性，提高碱性基团的含量，增强表面的非极性，进而提高活性炭对非极性物质的吸附能力。常用的还原改性方法是通过H2和N2等惰性气体对活性炭进行的高温处理得到含量较多碱性基团和在NH3•H20 水中的浸渍处理得到含量丰富的含氮官能团。 ③负载原子改性：负载原子改性是根据活性炭的吸附性和还原性，把活性炭浸渍在一定的溶液中，通过液相沉积的方法在活性炭表面引入特定的原子和化合物，把金属离子侵入到活性炭表面，主要是利用活性炭的还原性，将金属离子还原成单质或低价态的离子。 ④表面酸碱改性：酸碱改性法是利用酸、碱等物质处理活性炭，根据实际需要调整活性炭表面的官能团至所需要的数量。通常对活性炭进行酸碱改性是为了改善活性炭对金属离子的吸附效果，常用的改性剂有HCl、NaOH、HNO3、HClO、H2SO4、H2O2 、NH3•H20、柠檬酸等。