活性炭纤维湿氧化改性表面含氧官能团的变化规律

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双氧水改性对活性炭纤维表面结构的影响

双氧水改性对活性炭纤维表面结构的影响

双氧水改性对活性炭纤维表面结构的影响作者:逯秀
来源:《科技风》2019年第18期
摘要:利用双氧水对ACF做浸渍改性处理,考察ACF表面结构及含氧官能团的变化,结果显示双氧水改性ACF的比表面积、微孔和总孔容积均显著增加,并伴随产生部分中孔。

同时,ACF表面的酚羟基、内酯基、羧基等含氧官能团数量显著增加。

关键词:双氧水;活性炭纤维
本实验通过H2O2浸渍法对ACF进行改性,考察双氧水改性样品ACF-H2O2的表面结构、含氧官能团的变化情况。

1 仪器与方法
称取(3.0000±0.0005)g的ACF0样品,按照一定顺序将ACF0样品放入盛有H2O2的广口瓶中,H2O2浸渍时间2小时,浸渍浓度为1.63mol/L,浸渍pH 4.8,常温条件下,通过HY-2型调速振荡器以恒定的速率进行振荡浸渍,浸渍一定时间后将改性样品过滤,将烘箱温度设置为105℃烘干24小时,最后将改性ACF-H2O2樣品小心放置于干燥器中以备使用。

2 结果与分析
2.1 改性ACF-H2O的表面结构特征
3 结论
利用双氧水浸渍改性的ACF-H2O2样品具有丰富的表面结构,与未经双氧水改性处理的ACF0样品比较,改性ACF-H2O2样品中比表面积、微孔和总孔容积均显著增加,并伴随产生部分中孔。

ACF中含氧官能团,酚羟基(O─H)、羧基(─COOH)、内酯基等数量显著变多。

参考文献:
[1]曾汉民,陆耘,朱世平.用活性碳纤维回收、提取重黄金[P].中国,专利号:8810827410.1998.。

浅谈活性炭表面酸性含氧官能团对甲醛吸收作用的影响

浅谈活性炭表面酸性含氧官能团对甲醛吸收作用的影响

浅谈活性炭表面酸性含氧官能团对甲醛吸收作用的影响研究者们纷纷尝试用强酸、强氧化剂对活性炭进行性能改良,从而提高活性炭的表面酸性含氧官能团的质量数值,增强其对甲醛的吸附能力。

研究发现,含氧官能团的差异所产生的吸附效果也不一样。

此外,当活性碳表面孔隙被堵住,吸附效果也会明显减低。

这些堵住孔隙的杂质通常叫难被清除,在强氧化剂、强碱强酸的作用下方可被清理。

标签:活性炭;酸性含氧官能团;甲醛吸收甲醛是一种毒害较强的气体,被誉为室内“夺命杀手”,对于儿童、孕妇、老人的健康危害尤为严重。

利用活性炭的吸附性来处理室内甲醛是较为常见的方式。

然而由于甲醛分子属于极性分子,活性炭對极性分子的吸附作用相对较小。

对此,研究者们纷纷尝试用强酸、强氧化剂来对活性炭进行性能改良,提高其表面酸性含氧官能团的质量数值并增强极性。

研究发现,含氧官能团的差异所产生的吸附效果也不一样。

除此以外,活性炭表面存在一些孔隙,当这些孔隙被堵住,吸附效果也会明显减低[1]。

这些堵住孔隙的杂质通常叫难被清除,在强氧化剂、强碱强酸的化学清洁作用能够一定程度上清除这些杂质。

本文围绕浅谈活性炭表面酸性含氧官能团对甲醛吸收作用的影响的课题,采用不同浓度的硝酸、过氧化氢和氢氧化钠对活性炭做浸渍处理,然后对其表面酸性官能团的质量以及对甲醛气体的吸附效果展开分析,旨在更好的发挥出活性炭的吸附作用,在室内甲醛处理的问题上发挥更大的价值。

以下是具体报告内容。

1材料和方法1.1 实验材料选用市面上能够买到的颗粒状活性炭作为本次研究的基础材料,经过物理活化处理后备用。

1.2 试验方法将从市面上买来的活性炭洗干净,放入烘干箱烘干。

量取浓度为10%至60%的硝酸溶液,每隔5%为一个区间梯度,各40毫升、量取浓度为10%至30%的过氧化氢溶液,每隔5%为一个区间梯度,各40毫升。

分别加入20克活性炭,振荡后静置两小时,将浸渍液过滤干净,经干燥处理后再用去离子水将其淘洗至变为中性,再烘干备用。

活性炭表面化学改性及应用研究进展

活性炭表面化学改性及应用研究进展
维普资讯
第 8卷
第 1 9期
20 0 8年 l

Vo . N . 9 Oc . 2 0 18 o 1 t 08
17 —89 20 )95 6 -5 6 1 1 1 (0 8 1 —4 30
S in e T c n lg n gn e i g ce c e h oo y a d En ie rn
(4 a) (S a)
维表 面 酸 性 官 能 团 的 含 量 , 别 使 活 性 炭 纤 维 对 分
图 2 活性 炭 表 面 含 氮 官 能 团
S 的动 态 吸附 能力 提高 6 % 和 3 % ; c 处理 O 5 2 用 l
的活性炭纤 维表 面极性 改 变 , S 的动态 吸 附 能 对 O 力提 高 4 % 。王琳等 强氧 化剂 对 活性 炭 进行 5 巧用
团主要有 羧基 、 羟 基 、 基 、 酚 羰 内酯 基 及环 式 过 氧 基
构( 如孔容、 孔径大小与分布等) 改 变活性炭表面 ;
的酸 、 性 ; 者 在 活 性 炭 表 面 引 入 或 去 除某 些 官 碱 或 能团使活 性 炭 具 有 某 种 特 殊 的 吸 附 性 能 和 催 化 特
途径 , 活 性 炭 行 业 未 来 发 展 方 向_6。 活性 炭 改 是 4 . J 性 主要是 通 过 一 些 物 理 、 学 处 理 , 变 其 孔 隙 结 化 改
化 学结 构进 行化 学 改性 , 其 吸 附具 有更 高 的选 择 使 性具 有 重 要 的意 义 。 活 性 炭 表 面 官 能 团 一 般 分 为 含 氧官 能 团( i 和 含氮 官 能 团 ( 2 ; 氧 官 能 图 ) 图 )含
㈤ 2 活 性 炭表 面化 学 改 性

浅谈活性炭的改性及其应用

浅谈活性炭的改性及其应用
半导体应 用等方面 | 。 1 ]
吸附 作 用的研 究 ,结 果 显 示 :氧 化 改 性 后 样 品 对
铅离 子的吸附速 率非常迅 速 ,吸附 平衡时 间仅 需要 5mi ;且 氧化改性 后活性碳 纤维在较 宽的 p n H值范
最近几 十年来 ,市场需求 不断扩 大 ,活性炭 表
现出 了其优 越的性能 ,但随着 人民生活水 平的不断
耐 酸碱 、耐热 、不溶 于水和有 机溶剂 ,易再生等优 点 ,是一种 环境 友好 型 吸附 剂 。活性 炭 用于 化工 、 环保 、食 品加 工 、冶 金 、军 事化 学 防 护 等 各个 领 域 。且 广泛 用 于 工 业 三废 治 理 、溶 剂 回 收 、水 处
性炭进行 了改性 。结果 表明 :在空 气氧化处理 的过 程 中 ,部分 的微孑 结构遭 到 了破坏 。并且随 着氧化 L
炭纤维 表面酸性 官能 团的含量 ,分 别使 活性炭纤 维
对 S 的动 态吸附 能力提高 了 6 %和 3 % ;用 C 0 5 2 l 处理 的活 性 炭 纤 维 表面 极性 改 变 ,对 S 的 动 态 0 吸附能 力提 高 了 4 %。可见 ,表 面 化 学改 性 的 方 5
活性炭 氧化改性 是指利用 合适 的氧化 剂在适 当 的温度下 对活 性 炭材 料 表 面 的 官 能 团 进 行 氧化 处 理 ,从而提 高材 料含氧 官能 团的含 量 ,增强 材料表 面的亲水性 。表面极性 较强 的活性 炭 易吸 附极性物 质 ,从而可 以达 到吸附 回收或废 水治理 的 目的 。常
第4 期
煤 质 技 术
2 0 年 7月 08
浅 谈 活 性 炭 的 改 性 及 其应 用
董 洁,吴边华
( 国矿 业 大 学 , 江 苏 徐 州 2 1 1 ) 中 2 1 6

含氧官能团boehm滴定_理论说明

含氧官能团boehm滴定_理论说明

含氧官能团boehm滴定理论说明1. 引言1.1 概述含氧官能团boehm滴定是一种常用的分析方法,用于表征材料表面的含氧官能团含量。

随着表面化学研究的发展,对材料表面性质的准确描述和理解变得越来越重要。

含氧官能团是材料中极为常见的一类功能基团,它们在材料的性质和应用方面扮演着重要角色。

因此,了解材料表面含氧官能团含量及其分布情况十分关键。

1.2 文章结构本文将从以下几个方面对含氧官能团boehm滴定进行理论说明。

首先,在第2部分将详细介绍含氧官能团boehm滴定的概念、原理以及操作步骤;接下来,在第3部分将探讨Boehm滴定在表面化学研究中的应用,并介绍一些利用该方法评估各类碳材料表面含氧官能团含量差异性的案例;然后,在第4部分将通过经典实验与案例阐述Boehm滴定理论描述的局限性,并提出可能的解决思路;最后,在第5部分总结全文的主要观点和论点。

1.3 目的本篇文章旨在提供对含氧官能团boehm滴定理论说明的全面解析,包括其原理、操作步骤、应用领域以及存在的局限性和发展方向。

通过深入研究这一方法,可以增进对材料表面含氧官能团含量表征的认识,为表面化学研究提供进一步的指导,并为相关领域的科学家和研究人员提供参考。

2. 含氧官能团boehm滴定理论说明2.1 含氧官能团概述含氧官能团是化合物分子中的一种结构,通常与氧原子相关联。

这些官能团在化学和材料科学研究中扮演着重要角色,因为它们可以参与反应和相互作用,并对材料的性质和功能产生影响。

常见的含氧官能团包括羟基、羰基、醇基等。

2.2 Boehm滴定方法简介Boehm滴定属于一种常用的表面化学分析方法,用于测量材料表面上的含氧官能团含量。

这个方法最初由Werner Boehm在1966年提出,并已被广泛应用于碳材料以及其他具有含氧表面官能团的材料研究领域。

Boehm滴定方法基于以下原理:首先,将待研究样品置于滴定溶液中,其中包括一种酸性试剂,如硝酸或高锰酸钾溶液;接下来通过不同条件下进行搅拌、加热等处理,使得待研究样品上的含氧官能团与滴定试剂发生化学反应;最后,通过测量溶液中的酸性度变化(如pH值的变化),来推断含氧官能团的含量。

(整理)活性炭的表面改性及其研究

(整理)活性炭的表面改性及其研究

活性炭的表面改性及其研究摘要:活性炭表面的不饱和电子云和炭结构中存在的杂原子影响了其应用范围,为了满足应用要求,必须对其表面进行改性;介绍了活性炭表面改性的方法,包括对活性炭外观、形状的改变,采用碳沉积技术对孔结构的改变,针对不同应用条件对活性炭表面极性的改性等。

关键词:活性炭;表面改性;改形;极性基团Abstract: unsaturated electron cloud on the surface of the activated carbon and structure of the carbon hetero-atom affected its application scope, in order to meet the application requirements, must be on the surface modification; The method of the surface modification of activated carbon are introduced, including the appearance, the shape of the activated carbon change, using carbon deposition technology to the change of pore structure, according to different application conditions on the surface polarity of the modified activated carbon, etc.Key words: activated carbon; The surface modification; Change shape; Polar groups前言1【活性炭应用领域扩大对其性能提出了更新、更高的要求,在“高吸附、多功能、高强度”的总要求下,(减低活性炭的使用成本,扩大使用范围,提高利用效率的有效突进)【4,6】。

生物炭表面含氧官能团

生物炭表面含氧官能团

生物炭表面含氧官能团
生物炭表面的含氧官能团包括羟基、羧基、酸酐、内酯和醌基等。

这些含氧官能团会影响多孔炭电极材料的耐电压特性,当电压升高时,正极多孔炭电极材料上的含氧官能团会与电解液发生电化学反应,可能产生气体。

生物炭(Biochar)是指通过高温热解生物质(如木材、秸秆、植物残余物等)制得的一种炭素质材料,具有多孔性、高specifc surface area、较强的吸附能力和稳定性等特点。

生物炭具有广泛的应用价值,除了作为土壤改良剂外,还可作为吸附剂、催化剂、电极材料等领域的载体。

生物炭表面的化学特性具有很大的影响,因为它直接关系到吸附和反应的能力。

在炭化过程中,生物质中的有机物会转化为炭素,并在炭的表面上形成不同类型的化学官能团及其组合。

这些化学官能团包括但不限于羟基、羧基、醇、酮、酸酐、内酯、醛、酚、芳香族结构等。

这些官能团的存在会影响生物炭的物理、化学以及生物学特性。

生物炭表面的多孔性也是其重要特征之一。

生物炭的多孔结构可分为微孔、介孔和大孔三种类型。

微孔的直径一般小于2nm,介孔的直径范围在2-50nm 之间,大孔的直径则大于50nm。

这些不同大小的孔道会对生物炭的吸附和质子传递等性质产生影响。

除此之外,生物炭的比表面积也是其重要的特征之一。

由于其多孔结构和大量含氧官能团的存在,使得生物炭的比表面积大于100 m²/g,有利于吸附、离子交换和电化学反应等应用领域。

活性炭的表面含氧官能团及其对吸附影响的研究进展

活性炭的表面含氧官能团及其对吸附影响的研究进展

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第2 3卷第 1 期
离 子 交 换 与 吸 附
・ 9・ 8
被烧掉 ,结构 出现不完整性 ,加 之灰分的存在 ,活性炭基本结构产生缺 陷,氧 原子和氢原子吸 附于缺 陷
上,形成了各种 含氧官能团。
相关研 究 利用活性 炭与重氮 甲烷、 甲醇的反应 得到 了活性炭 的表面含氧官 能团的化学结构 , 主要有:
离子交换与吸附文章编号活性炭的表面含氧官能团及其对吸附影响的研究进展丰孟冠华李爱民料张全兴污染与资源化国家重点实验室江苏省有机毒物控制与资源化工程技术研究中心南京大学环境学院南京摘要对活性炭表面含氧官能团的种类生成原因以及活性炭含氧官能团的定性定量分析方法物的吸附性能发生变化介绍了吸附金属离子和有机物时含氧官能团参与的作用机理并对含前言活性炭表面含氧官能团进行了综述
根据峰的位置 不同可 以推 断出存 在的含氧 官能团。 3 X射线 光电子能谱 XP [ 0 . 4 S9 l ,
X S分 析是根据样 品在具有 能量 为 h P v的软性 x射 线辐射下 , 由于光 电效应而释放 出具有各种动 能的 光 电子 ,根据释放 出的光电子动能和光 电子量 ,来获得有关试样表面元素组 成和化学键状态的信息 。在 活性炭表面化学分析应用 中 x射线光 电子 能谱 是通过对特定原子如碳、氧的键能进行扫描而对其化 学键
( a )羧基 ()内酯基 ( b c )酚羟基 ()羰基 , d 其结构如图 I 所示【 。
3 活性炭表 面含氧 官能团的表征
3 B em滴定法【1 . oh I , 6
B em 滴定法是 由 B e m 提 出的对活性炭含氧官能团的分析方法 。根 据不 同强 度的碱与不同 oh o h H.
孟冠华 李 爱 民料 张 全 兴
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1 材料和方法
1 1 试验样品的制备 试验采用吉林辽源化工新材料厂生产 C F s ,样品使用前经蒸馏水蒸 的黏胶基 A 煮,然后在 1 1 0℃下恒温干燥 2 4h ,将干 燥后的 A C F s 样品剪成 3m m× 3m m 的小 方块,以备试验之用.采用美国康塔公司 N O V A 2 0 0 0 e 比表面分析仪分析黏胶基 A C F s 结构参数,检测结果见表 1 . 1 2 试验仪器和药品 T G 3 2 8 A( S ) 型分析天平 ( 上海精密科学仪器有限公司) ;K L- 0 0 9( 福建 Ⅱ ) 笔式高精度酸度计 ( Y- 4调速多用振荡器 ( 江苏金坛市正基仪器有限公司) ;3 0 % 过氧化氢 福安市科立龙电子有限公司) ;H ( 天津市大茂化学试剂厂) ;试验所需药品均为分析纯. 1 3 A C F s 湿氧化改性 H O H和浸 2 2 浸渍浓度、浸 渍 p 渍时间 3种改性因素的水平见表 2 . 将 ( 2± 0 0 0 05 )g 的经蒸馏水 蒸煮干燥后的 A C F s 样品,分别浸渍 在按照表 2制备的体积均为 1 0 0m L 的H O 2 2 溶液的锥形瓶中,其中不同 浸渍浓度试验中浸渍时间为 3h ;不 同浸渍 p H试验中 H O 9 4m o l / L ,浸渍时间为 3h ,利用 1m o l / L的 H C l 和N a O H溶液调节所 2 2 浓度均为 2 需p H ;不同浸渍时间试验中 H O 9 4m o l / L .3组单因素试验均在恒温振荡器中以 3 0r / m i n 振 2 2 浓度均为 2 荡浸渍,浸渍完毕后在 1 1 0℃下恒温干燥 2 4h . 1 4 3种含氧官能团分析方法
4 4 0
煤 炭 学 报
2 0 0 8年第 3 3卷
催化剂;A C F s 含氧量和表面的含氧官能团的分布也决定 A C F s 的氧化还原特性,通过适当的表面改性, 就可以改变 A C F s 表面官能团的种类和数量,一方面改善其吸附和催化性能;另一方面,通过改变 A C F s 表面含氧官能团的种类和数量来改变其表面性能,从而增强 A C F s 和基体树脂的黏合力,得到由 A C F s 制 成的具有高强、高模、耐热以及耐化学腐蚀的增强复合材料,因而研究改性后 A C F s 表面含氧官能团的变 化规律具有理论意义和应用价值. 目前 A C F s 表面改性常用的方法有气相氧化法、液相氧化法、阳极氧化法、等离子体法、电聚合法 等.由于液相氧化法的实验重复性好而主要用于实验室研究,因而试验采用过氧化氢 ( H O ) 为湿氧化 2 2 H和时间对 A C F s 表面的 3种主要含氧官能团 ( 羧基、内酯基和酚羟基) 的影响规律. 剂,研究了浓度、p
Z H A N GD e n g f e n g ,L UWe n ,Wa n gP a n p a n ,Y A N GL i l i ,L i C h e n x i ,Z E N GX i a n g d o n g
( F a c u l t y o f E n v i r o n m e n t a l S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y ,K u n m i n gU n i v e r s i t yo f S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y ,K u n m i n g 6 5 0 0 9 3 ,C h i n a )
第 3 3卷第 4期 2 0 0 8年 4月
煤 炭 学 报 J O U R N A LO FC H I N AC O A LS O C I E T Y
V o l . 3 3 N o . 4 A p r . 2 0 0 8
文章编号: 0 2 5 3- 9 9 9 3 ( 2 0 0 8 ) 0 4- 0 4 3 9- 0 5
- - 收稿日期:2 0 0 7 0 9 0 4 责任编辑:柳玉柏 基金项目:云南省自然科学基金资助项目 ( 2 0 0 4 B 0 0 1 2 M ) 作者简介:张登峰 ( 1 9 8 2 —) ,男,安徽合肥人,硕士研究生.E- m a i l :p l u m 0 6 2 7 @1 6 3 c o m
E f f e c t o f w e t o x i d i z e dmo d i f i c a t i o no no x y g e n c o n t a i n i n gf u n c t i o n a l g r o u p s o f a c t i v a t e dc a r b o nf i b e r s
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