江西定制活性炭官能团

　　定制活性炭官能团

　　本文介绍了活性炭的介绍O，S和N基团，使活性炭表面化学改性。受控条件下，活性炭表面采用浓度HNO 3选择性氧化。红外光谱和表征通过热重分析NaOH主要是滴定建议-COOH和少量的-OH基团的形成，具有大约4.10浓度为21/克炭。表面改性在选择性纯化工艺、气体分离、溶剂回收、饮用水净化、气味吸附、气味等微量污染物、离子金属吸附交换性能、催化剂制备、附着现象、电极改性和聚合物技术等工业和环境中的应用。

　　活性炭是*重要的工业吸附剂/载体之一，可通过椰壳、木材、泥炭、煤等大量原料进行碳化和活化。这些活性炭表现出高度开发的多孔结构和大的内部比表面积，通常大于600m 2 / g，但通常超过20000m 2 / g 。由于这种高表面积和多孔结构， 它能吸收分散或溶解在液体中的气体和化合物。这些碳的吸附/吸附效率取决于其表面化学特性。因此，活性炭的表面化学改性对于生产用于特定应用的材料具有重要意义。改性主要采用氧化法进行，产生更亲水的结构，含氧量大。各种试剂已被用作氧化剂：浓硝酸盐或硫酸盐、次氯酸钠、高锰酸盐、重铬酸盐、过氧化氢、过氧化氢、过氧化氢、过氧化氢的气体混合物。发现表面结构的类型及其形成程度取决于氧化剂，氧化液的浓度和pH 。虽然众所周知，氧基是在碳表面产生的，但活性炭表面是化学改性的，以引入含氧、含氮和硫的基团。

　　简要介绍两种活性炭的反应

　　HNO 3 处理(C / HNO 活性炭(20)g，930m 2 / g)用100ml浓HNO 回流处理2、4、8、16 或者38小时。回流后，用热蒸馏水过滤所得物质并充分清洗，直至清洗水完毕pH7.将碳60℃下真空干燥24小时。

　　活性炭和亚硫酰氯(C / HNO 3 / SOCl 2)的反应将HNO 3 处理活性炭(0.80g)在80℃下真空干燥去除可能干扰反应的水和其他物质。ml苯和5ml SOCl 24小时回流。在旋转蒸发器中干燥混合物，用苯大量洗涤去除残留物SOCl 2。

　　活性炭表面官能化

　　具有S和N以不同的方式对基团活性炭表面进行了官能化，如： 硫17和在高温下使用CS 2 18处理，表面COOH基团与H 2NR化合物的直接反应和吡唑啉酮的直接表面沉积衍生工具。然而，这些方法在一般复杂程序中效率较低。本文描述了一种用于在活性炭表面引入S和N杂原子分子的简单通用方法。使用以下反应方案-COOH基团开始在碳表面引入S和N基团。在这项工作中使用的S和N表1中描述了分子。

　　对于-COOH，-COCl中间体和通过和EDT和EDA获得的材料获得的反应IR图1显示光谱。在与SOCl 红外光谱(图1b)大约1700、1350、1210和790cm -一个新的、明确的定义带与-COCl基团的形成明显相关。C 6 H 5 COCl 的IR光谱显示完全相同的谱带。另一方面，也可以注意到原带的存在，这可能表明活性炭表面并不全部-COOH基与SOCl 2 21反应。

　　与EDT活性炭反应后IR光谱(图1c)表明-COCl与HSR形成化合物反应-COSR。观察到-COCl典型带消失，观察和观察EDT1400、1200、750和700分子相关cm -清晰吸收1处。通过与EDA反应获得的材料IR光谱(图1d)也表明HNHR与表面基团-COCl有以下条带：1720cm -1(-C = O)， 1675和1600cm -1(-NH)，1520cm -1(-RCONHR)，950-1000cm -1 (DTE特征带)和1200cm -1(-CN)和3000-3500cm -1 (NH)。已经观察到和DMTH和TEA功能相似的结果是典型的-COSR和-CONHR基团带和R基团的特征被吸收。

　　金属吸附活性炭

　　表面存在-SH和-NH基团22Hg 2  ，Zn 2  ，Cd 2 和Pb 2 吸附离子等重金属的潜力很大。在这项工作中获得的材料也被测试了Pb  2，Cu  2和Ni  吸附在水溶液中。未处理的活性炭，EDT(C / S)和EDA(N / C)官能活性炭的吸附比较见图2。

　　可见，活性炭的官能化强烈增加了其对不同金属的吸附。结果表明，EDT能更有效地吸附功能材料Ni  2，而EDA活性炭与Pb  阳离子相互作用较强。

　　可通过表面化学改性定制活性炭，生产具有独特性质和具体应用的材料。这些改性可以通过键表面中间体进行-COOH进行。含活性炭-COOH该基团具有优异的阳离子交换性能，可作为水中金属污染物的吸附剂。这些-COOH 基团可以转化为-COCl 这对活性炭表面的其他分子接枝和通用基团非常反应。几个S可以很容易地与该酰氯中间体混合N分子(例如HSR和HNR 2)与碳表面结合。这些S和N作为金属吸附剂，官能化碳显示出巨大的潜力，