宁夏氯甲基化活性炭

　　氯甲基化活性炭

　　本篇内容描述了活性炭的氯甲基化。氯甲基化后的活性炭表面积为1310m 2 / g 孔结构没有明显变化。发现该产品的每G材料都含有1.5毫摩尔的-CH 2 Cl与原功能密度相似的基团。用回流的甲醇水溶液中过量的硫代硫酸钠处理苯基氯的置换。然后用温度3M HCl处理水解所得Bunte盐以高产率获得相应的硫醇(AC-CH 2 -SH”)。发现AC-CH 2 -SH它是一种有效的重金属吸附剂Hg，Pb，Ag和Cu。

　　作为各种分离净化需要的吸附剂材料，活性炭广泛应用于世界各地。改性活性炭可以提高其对某些目标物种的亲和力。例如，活性炭被硫浸渍以增强其相对性Hg的亲和力。这种修改相当于活性炭中的简单插层/沉淀，但仍在工业中使用。重要的是要认识到，活性炭也可以通过化学反应来改性，比如亲电芳族。例如，活性炭已经硝化。这些-NO 2基团可恢复形成-NH 可用于酰胺偶联反应，允许引入多种配体和/或官能团。我们有兴趣探索一般领域，开发其他用于化学选择性分离的活性炭化学改性方法。

　　氯甲基化聚苯乙烯是聚合物领域*常见的合成物之一，又称Merrifield树脂”。苯氯易于移动，促进肽、离子交换树脂和催化剂载体的合成。Merrifield氯甲基化反应用于树脂的初始合成ClCl 2 -O-CH 交联聚苯乙烯SnCl 4催化反应，每克树脂含量约1.89毫摩尔-CH 2 Cl 的产物。氯甲基化反应可以通过几种方式进行，*常见的是甲醛，ZnCl 2和HCl处理芳烃。相应的苄醇是中间体，然后通过HCl将其转化为苯基氯(如图1所示)。交联/聚合(即Ar-CH 2 -Ar)可与溶液中的自由移动底物竞争。然后通过HCl将其转化为苯基氯(如图1所示)。交联/聚合(即Ar-CH 2 -Ar)可与溶液中的自由移动底物竞争。然后通过HCl将其转化为苯基氯(如图所示)。交联/聚合(即Ar-CH 2 -Ar)可与溶液中的自由移动底物竞争。

　　纳米多孔结构被公认为活性炭的刚性，其优异的化学和热稳定性也是如此。我们有兴趣将这种氯甲基化学应用于活性炭主链，以创造一种有用的合成子，可以很容易地修饰各种化学分离。对于我们的初步实验，我们希望使用硫基功能来制造高表面积的支架，以便我们可以将其作为重金属吸附剂研究的一部分。烷基卤化物可以转化为相应的硫醇有很多方法，但*广泛使用的策略是用硫亲核试剂（如硫代硫酸根阴离子、硫脲、硫代乙酸酯等）代替卤化物，然后切割添加剂产生硫醇（见图2）。本文总结了用共价锚定硫醇基团装饰的新型纳米多孔碳基吸附剂材料的合成，证明了其对重金属分离的作用。

　　活性炭氯甲基化程序

　　选用金丰活性炭。确定材料的表面积和质量比为1483m 2 / g，孔体积为1.53cc / g。按原样使用，目数为100。变体采用有机合成法。将三颈500mL圆底烧瓶配有大型磁性搅拌棒、橡胶隔断、连接气体歧管的短路冷凝器、两个硅油鼓泡器和惰性气体源，以及连接到罐内的无水HCl。首先，在烧瓶中加入10个.0g活性炭和0.50g(3.7mmol)*后加入250氯化锌mL1:1混合浓盐酸和乙酸。将混合物在27℃搅拌至所有氯化锌溶解，然后在氩气中将温度降至0℃，并在此温度下在冰浴中保温3小时。混合物在0℃之后，停止氩气流并将HCl气体剧烈鼓泡通过悬浮液加入38.0g(0.47摩尔)37%一次性加入甲醛。继续HCl另外4小时，将溶液温热至27℃再搅拌6小时。在玻璃材料上收集氯甲基化活性炭，使用两份100份mL洗净水，加入三份100份mL的甲醇。将其破碎并转移到开放的聚乙烯容器中。将粉末进一步加到50℃和0.25atm再干36小时。*后，干燥产品重11.75g。

　　氯甲基化材料的表面积为1310m 2 / g(与适度质量增加一致)，孔体积为1.30cc / g。孔结构无明显变化，表明氯甲基化反应无阻碍或明显降解孔结构。

　　该材料的元素分析显示氯含量为5.21%，对应约1.46mmol / g。在鉴定-CH 2 Cl在基团新带方面，氯甲基化物质FTIR分析不确定。发现活性炭氯甲基化进展顺利。起始活性炭的比表面积为1483m 2 / g。氯甲基化产物的比表面积为1310m 2 / g。如果材料的绝对表面积保持不变，系统已经获得了质量(每个替代部件)H  损失和-CH 2 Cl因此，表面积质量比将降低。

　　活性炭氯甲基化的优点

　　氯甲基化的活性炭很容易由便宜的材料制成。观察到的氯甲基化水平与Merrifield原始合成中报道的树脂水平相似。氯甲基化反应似乎对活性炭的表面积或孔结构没有负面影响。苄基Cl提供易于获得化学分离化学修饰的活性炭，易于被亲核试剂替换。我们用这种方法制备了用硫醇基团装饰的活性炭，并表明它可以用作重金属吸附剂。氯甲基化活性炭被发现速度快、有效、容易Hg浓度降低到远低于ppb通过强共价的水平和水平Hg-S键结合汞。氯甲基化活性炭Hg吸附动力学比目前使用的常规吸附剂(例如GT-73或含硫活性炭)观察速度要快得多。活性炭骨架为氯甲基化活性炭吸附剂提供了优异的化学和热稳定性，并在碱性条件下显示出重金属的亲和力。氯甲基化活性炭用于氯甲基化Hg结合能力测量表明，相当多的硫醇基团在动力学上可能无法接近微孔。