酸碱改性是指将活性炭放在非氧化还原性酸溶液(H2SO4、H3PO4)或碱溶液(NaOH)中进行改性,一方面可以除去活性炭表面杂质,另一方面改变了活性炭表面的化学官能团,使其吸附能发生改变。
用一定浓度的硫酸溶液、硝酸溶液和氢氧化钠溶液分别对椰壳活性炭进行改性处理,研究改性后活性炭过滤空气中挥发性有机物气体的效果,结果表明:经过硫酸、硝酸溶液改性后,活性炭表面极性增强且酸性官能团含量显著增加;经过氢氧化钠溶液改性后,活性炭表面非极性增强且碱性官能团含量增加;同时,酸碱改性后活性炭过滤空气中VOC气体的效果与未改性的活性炭相比增加显著。
分别用酸溶液(H2SO4、H3PO4、HNO3)和碱溶液(NaOH或NH3·H2O)对活性炭进行改性,并用改性后的活性炭来吸附甲苯蒸气。结果表明:由于酸改性使活性炭比表面积和微孔面积、容积减少,但使表面酸性官能团数量增加,碱改性活性炭的理化性质呈现相反的变化。与原活性炭相比,酸改性后活性炭对甲苯蒸气吸附量减少了9.6%~20.0%,碱改性使活性炭对甲苯蒸气吸附量增加了29.2%~39.2%。
以氢氧化钠对椰壳活性炭进行表面改性,研究了改性后活性炭对甲烷的吸附性能,结果表明:经NaOH改性后,活性炭表面含氧基团显著减少,与改性前的活性炭相比,改性后活性炭对甲烷吸附量提高了24%。
先用HNO3浸渍活性炭,再用KOH改性,研究了改性后活性炭对微污染水源水中Ni2+的吸附能力,结果发现:改性活性炭虽然比表面积和总孔容有所下降,但其表面含氧酸性官能团数量增加,同时改性后活性炭提高了对微污染水源水中Ni2+的吸附能力。
氢氧化钠改性活性炭对丁酮、乙酸乙酯、甲苯和四氯化碳的吸附规律,结果表明:经过碱改性的活性炭吸附性能显著提升,并且活性炭的吸附量与比表面积成正相关,而与孔径、孔容无明显关系。酸碱改性使活性炭表面官能团数量发生改变,从而能得到针对某种物质吸附的专用活性炭,但会导致活性炭比表面积减小,影响其吸附量。