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活性炭的有机官能团

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活性炭的有机官能团

 

活性炭中的氧和氢大部分是以化学键和碳原子相结合形成有机官能团,它是活性炭组成的有机部分。

 

活性炭的氧含量和分布情况见表2-9。

 

表2-9 几种炭的氧含量及其分布情况

试样 全氧含量/碳(%) 氧含量/全氧含量(%)
OH|-COOH -C=O 其他-O-
焦炭
炭黑A
炭黑B
松烟
水蒸汽法炭A
水蒸汽法炭B
氯化锌法炭A
氯化锌法炭B
0.89
0.06
0.14
8.22
3.72
3.25
5.05
4.82
11.2-27.0
83.3-117.0
50.0-57.2
26.0-36.6
38.3-55.6
15.5-56.6
20.2-31.5
22.8-25.7
88.8
>100
>100
15.3
21.8
23.1
40.6
42.9



38.1-58.7
22.6-39.9
20.3-31.4
27.9-39.2
31.4-38.3

从表2-9中可以看出,松烟和活性炭中的氧含量较多,而且含有各种形态结合的氧,而焦炭和炭黑中几乎不含以醚类形式结合的氧。在松烟和炭黑试样中,常含有挥发物质,这些物质能和重氮甲烷和格林试剂起反应,所以,它的数值有偏大的情况。

 

活性炭中的氢含量及其分布情况如表2-10。

 

表2-10各种炭的氢含量及其分布情况

试样 活性氢含量/碳(%) 氧含量/全氧含量(%)
活性氢/全氢 与碳原子结合的氢/全氢
焦炭
炭黑A
炭黑B
松烟
水蒸汽法炭
水蒸汽法炭
氯化锌法炭
氯化锌法炭
0.015
0.004
0.008
0.18
0.13
0.12
0.10
0.08
4.7
3.6
1.7
14.1
11.1
12.0
7.3
5.1
95.3
96.4
98.3
85.9
88.9
88.0
92.7
94.9

从表2-10可以看出,大部分的氢是同碳原子直接结合的。据研究,炭中的氧、氢和其他原子是和基本微晶的边缘或角上的碳原子相结合,因为这些碳原子的化合价没有被周围的碳原子所饱和,因此,它们的反应性较大。同样,在晶格有缺陷的位置上的碳原子,例如在扭歪的或不完整的碳的六角环上的碳原子,也有更大的反应性,因而趋向于和氧、氢等元素结合。

 

活性炭中常见的宫能团有:羧基、酚羟基、醌型羰基。此外,还发现有醚、过氧化物、酯、荧光素式内酯、二羧酸酐、环状过氧化物等。

 

活性炭的有机官能团

 

表面官能团可以通过与重氮甲烷的反应,与格林试剂的反应,对酸、碱的吸附,红外线吸收光谱、极谱、核磁共振以及电子自旋共振等方法进行检验。

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