活性炭作为催化剂和催化剂载体的改性

活性炭作为催化剂和催化剂载体的改性

活性炭的改性方法一般采用高温热处理、氧化处理（包括气相氧化法及液相氧化法）、超声处理、微波处理、水热处理、电化学法等。

1. 高温热处理 将活性炭在隔绝空气或惰性气体的保护下进行热处理，是对活性炭改性的重要方法。在高温下，活性炭的石墨化程度增加，表面杂原子基团将会裂解，活性炭的疏水和碱性增加。一般而言，活性炭表面羧酸基团的分解温度较低，同时释放出二氧化碳，而酚羟基、醚、羰基等基团分解温度较高，同时释放出一氧化碳。图7-2为活性炭表面基团分解时释放的基团及相应的分解温度。

图7-2 活性炭表面基团的裂解及裂解的大致温度

（2）氧化处理 氧化处理是活性炭改性的一种zui常用的处理方法，其主要目的是引入表面含氧基团。氧化处理主要包括液相氧化法和气相氧化法，大部分文献中报道的常用液相氧化剂有硝酸、双氧水、高锰酸钾、硫酸、硝酸与硫酸的混合酸、过硫酸铵、次氯酸钠等；气相氧化剂有O₂、O₃、O₂／N₂混合气、N₂O、CO₂、NO₂、空气等。然而当活性炭作为催化剂载体时，特别是Ru／Ac氨合成催化剂，由于S、CI等元素对催化剂具有很强的毒害作用，所以过硫酸铵、次氯酸钠、硫酸等都是不宜采用的氧化剂。

（3）其他处理方法 采用超声处理载体活性炭，与常规处理方法相比，超声改性的活性炭负载的钌基氨合成催化剂活性大大提高。活性炭在氮气保护下用微波处理5min，也可显著提高催化剂氨合成活性，而载体的比表面积及孔体积未发生明显变化。