活性炭吸附钯原理
活性炭具有比表面积高、在强酸和强碱环境下化学惰性以及可以通过燃烧实现金属的回收等特点，常被用作贵金属催化剂的载体:在催化剂制备过程中，为了改善活性炭的表面化学惰性，促进活性金属与载体之间的相互作用，通常在氧化环境下对活性炭进行预处理，其中酸处理尤其是硝酸处理是最常用的氧化处理方法。该方法通过在活性炭表面生成羧基、酚羟基及内酯基等增加表面氧的含量，同时调变活性炭的结构参数，进而改变活性炭载体上负载金属的分散度。
有关活性炭表面上含氧基团的性质、含氧基团与金属前驱体之间的相互作用以及含氧基团对活性炭负载催化剂性质的影响。已有大量的研究，通常认为表面含氧基团的存在降低了活性炭的疏水性，有利于水溶液中的金属前驱体吸附到活性炭表面；另一方面，这些表面含氧基团的存在改变了水溶液的pH值，对催化剂制备过程中的浸渍步骤可产生较大的影响。此外，表面含氧基团可以作为高分散度金属微晶的成核中心。然而Fraga等提出，载体的表面碱性基团是Pt强吸附的锚定位，而根据表面电荷理论，金属负载时的pH值决定了金属前驱体与活性炭表面官能团之间的相互作用。
浙江工业大学工业催化研究所李小年等人使用不同浓度(0～67%)的硝酸对活性炭载体进行预处理,以H2PdCl4为前驱体,用浸渍法制备理论负载量为5%的Pd/C催化剂. 浸渍过程中的吸附实验表明, Pd前驱体的平衡吸附量随预处理硝酸浓度的增加而逐渐减小,尤其是浓硝酸预处理的活性炭载体,其上仅有62.54%的Pd前驱体吸附,而37.46%的Pd前驱体仍在水浆液中. 分析发现, Pd前驱体的平衡吸附量主要取决于活性炭的零电荷点,表面电荷模型能较好地描述Pd前驱体的吸附规律. 当使用浓度≤5%的硝酸进行预处理时, Pd的粒径随硝酸浓度的增加而减小; 当硝酸浓度继续增加时, Pd粒径急剧增大. Pd前驱体的平衡吸附量与Pd粒径的大小无直接关系,而Pd前驱体在活性炭表面上吸附物种及数量的不同也对Pd粒径的大小产生影响. 活性炭表面基团的增加抑制了PdCly-x吸附物种的生成. 当使用≤5%的硝酸处理活性炭时, Pd前驱体的吸附形态主要为PdCly-x和Pd0; 当硝酸浓度>5%时,没有检测到PdCly-x的存在.